固形酸化物燃料電池(SOFC)用ガラスおよびガラスセラミック密閉材

固形酸化物燃料電池（SOFC）は、効率的かつ環境に優しいエネルギー生産の最も有力な方法のひとつと考えられています。SOFCは、燃料（例：H2、天然ガス）ガスと酸化剤（例：空気）ガスの両者を酸素イオン誘導セラミックに通して生成される化学エネルギーを、電気エネルギーと熱に変換します。SOFCは、高い駆動温度（約600℃～900℃）や、セル内の高反応性環境（燃料、酸化剤、湿気）といった過酷な条件下で使用されるため、この用途で使用する素材はすべて、SOFCの安全性、信頼性、および持続的運転性能を確実にするため、慎重に選択されなければなりません。独自のガラスおよびガラスセラミックのポートフォリオを豊富に持つショットのエレクトロニックパッケージング事業部では、このような困難な用途に対応する理想的な製品をご提供しています。

大規模発電用として、複数の固体電解質型燃料電池（SOFC）を組み合わせた高性能セルスタックが利用されています。（一般には積み重ねて使用される）平面SOFC構造の場合、製造工程がシンプルであり、高い電流密度が得られます。ただし燃料と酸化剤の混合を防ぐため、各セルを相互接続する機能を有する金属層を気密封止する必要があります。

ショットでは、SOFCの過酷な環境や高い作動温度に対する耐性を備えた特殊配合のガラスおよびガラスセラミックをシーリング材として提供しています。この製品は、MO(M=Mg、Ca)-Al2O3-BaO-SiO2-B2O3系を原料として製造しています。

ショットのエレクトロニックパッケージング事業部のガラスおよびガラスとセラミックの封止材は、特に高反応性環境において、その比類ない長寿命と頑健性により突出しています。以下のような利点があります。

• 高温抵抗性
• 還元性および酸化雰囲気における化学安定性
• SOFCで使用頻度の高いすべての素材に厳密に一致する熱膨張係数
• さまざまなSOFC設計に特有の駆動温度に適応した粘度曲線
• 安定した構造および遺残非定型相により自己修復特性を持ったガラスセラミックおよびガラスとセラミックの構成物質
• 駆動温度での> 2kΩ*cmの電気抵抗
• カスタム対応製品と並び多種多様な標準設計

ショットでは、あらゆるSOFC設計における金属とセラミック相互接続部のセルとスタックシーリング用として、多種多様なガラスおよびガラスセラミックを提供しています。SOFCはさまざまな分野で利用されています。作動温度を高めれば、SOFCの内部で炭化水素を改質することができるため、天然ガスや改質ディーゼルを燃料として使用することが可能です。したがってSOFCは、熱エンジンエネルギー回収装置や熱電併給システムでの利用に適した装置の候補としてあげられています。

既に利用が始まっているディーゼル燃料を用いた空調など、長距離トラック・バスの電気設備に電力を供給する補助電力装置（APU）には、大きな市場潜在力があると予想されています。またSOFCは、遠隔地電力供給（RAPS）における燃料節約代替システムとしての利用も可能です。

技術

ショットの封止ガラスは、特殊なガラス粉から製造されます。ショットのガラスパウダーに関する技術の詳細は、こちらをクリックしてください。さらに、ショットは、ガラスと金属の封止（GTMS)技術の分野において50年以上にわたって蓄積した経験があります。GTMS技術の詳細についてはこちらのページをご覧ください。

特性／仕様

ショットのシーリング材料の物理的特性については、下表をご参照ください。

梱包形態

材料はすべて微細粉または塗布可能ペーストとしてご利用いただけます。製品の供給や梱包に関して、特別なご要望がございましたら、弊社にお問い合わせください。

SOFC封着ガラス:

*partially crystalline

弊社のガラスと金属の封止技術による製品は、ISO 9001/14001を取得した工場で製造されています。詳細は、品質保証プロセスをご覧ください。