[发明专利]质子导体、电池结构体、质子导体和电池结构体的制造方法、燃料电池以及水电解装置

权利要求书

1.一种质子导体，其包含具有钙钛矿结构并且由式(1)表示的金属氧化物：

A_aB_bM_cO_3-δ (1)

(其中：A为选自由Ba、Ca和Sr构成的组中的至少一种元素；B为选自由Ce和Zr构成的组中的至少一种元素；M为选自由Y、Yb、Er、Ho、Tm、Gd、In和Sc构成的组中的至少一种元素；“a”为满足0.85≤a≤1的数；“b”为满足0.5≤b<1的数；“c”为满足c＝1-b的数；并且δ为缺氧量)，其中

在表示所述质子导体中所含的A、B和M的原子组成比的三角坐标图中，标准偏差为0.04以下。

2.根据权利要求1所述的质子导体，其中

在所述式(1)中，

所述A包含Ba，

所述B包含Zr，并且

所述M包含Y。

3.根据权利要求1或2所述的质子导体，其中在表示所述质子导体中所含的A、B和M的原子组成比的三角坐标图中，标准偏差为0.037以下。

4.一种制造质子导体的方法，所述质子导体包含具有钙钛矿结构并且由式(1)表示的金属氧化物：

A_aB_bM_cO_3-δ (1)

(其中：A为选自由Ba、Ca和Sr构成的组中的至少一种元素；B为选自由Ce和Zr构成的组中的至少一种元素；M为选自由Y、Yb、Er、Ho、Tm、Gd、In和Sc构成的组中的至少一种元素；“a”为满足0.85≤a≤1的数；“b”为满足0.5≤b<1的数；“c”为满足c＝1-b的数；并且δ为缺氧量)，所述方法包括：

准备步骤，其中准备包含由所述A表示的元素、由所述B表示的元素和由所述M表示的元素的原料，并且由所述A表示的元素、由所述B表示的元素和由所述M表示的元素的比率满足所述“a”、所述“b”和所述“c”；以及

烧制步骤，其中在1500℃以上的第一烧制温度下烧制所述原料20小时以上。

5.根据权利要求4所述的制造质子导体的方法，在所述准备步骤之后并且在所述烧制步骤之前，还包括在低于1500℃的温度下预烧制所述原料的预烧制步骤。

6.根据权利要求5所述的质子导体的制造方法，在所述预烧制步骤之后并且在所述烧制步骤之前，还包括将经过预烧制的所述原料粉碎的粉碎步骤。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的制造质子导体的方法，其中所述第一烧制温度为1600℃以上。

8.一种电池结构体，其包括：

阴极；

阳极；以及

介于所述阴极和所述阳极之间且具有质子传导性的固体电解质层，其中

所述阳极包含根据权利要求1所述的质子导体和镍化合物。

9.一种电池结构体的制造方法，该方法包括：

准备阴极材料、具有质子传导性的固体电解质材料和阳极材料的步骤；

层叠含有所述阳极材料的层和含有所述固体电解质材料的层，然后在第二烧制温度下烧制所得的层叠体，以形成阳极与固体电解质层的接合体的步骤；以及

在所述固体电解质层的表面上层叠含有所述阴极材料的层，并烧制所得的层叠体，以形成阴极的步骤，其中，

所述阳极材料包含质子导体和镍化合物，并且

所述质子导体为根据权利要求1所述的质子导体。