JPH01217856A - 溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法Info
- Publication number
- JPH01217856A JPH01217856A JP63042840A JP4284088A JPH01217856A JP H01217856 A JPH01217856 A JP H01217856A JP 63042840 A JP63042840 A JP 63042840A JP 4284088 A JP4284088 A JP 4284088A JP H01217856 A JPH01217856 A JP H01217856A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- electrode
- paper
- positive electrode
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
- H01M8/0234—Carbonaceous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M8/141—Fuel cells with fused electrolytes the anode and the cathode being gas-permeable electrodes or electrode layers
- H01M8/142—Fuel cells with fused electrolytes the anode and the cathode being gas-permeable electrodes or electrode layers with matrix-supported or semi-solid matrix-reinforced electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法に関す
る。
る。
（従来の技術）
燃料電池の中、発電効率が高く、貴金属触媒が不要であ
り、且つ天然ガスをはじめとする多くの燃料が利用でき
ることから、６００−７００９Ｃ程度で作動させる溶融
炭酸塩型燃料電池が注目されている。この電池は、溶融
炭酸塩を電解質として含む電解質板の片方の面に多孔質
の電子導電体からなる正極、もう一方の面に多孔質の電
子導電体からなる負極（燃料極）を接触させ、正極（酸
化極）に酸化剤ガスを、負極に燃料ガスを供給すること
により、電池反応を行わせるものである。
り、且つ天然ガスをはじめとする多くの燃料が利用でき
ることから、６００−７００９Ｃ程度で作動させる溶融
炭酸塩型燃料電池が注目されている。この電池は、溶融
炭酸塩を電解質として含む電解質板の片方の面に多孔質
の電子導電体からなる正極、もう一方の面に多孔質の電
子導電体からなる負極（燃料極）を接触させ、正極（酸
化極）に酸化剤ガスを、負極に燃料ガスを供給すること
により、電池反応を行わせるものである。
従来、この溶融炭酸塩型燃料電池の負極は、Ｎｉ等の遷
移金属および／または遷移金属合金の多孔質焼結体が主
に使用され、この多孔質焼結体（負極）は、カーボニル
ニッケル等の粉末をソー）・状に成形した後、還元性雰
囲気中での加熱により、焼結して製されている。正極に
ついては、酸化ニンケル等の遷移金属の酸化物および／
または遷移金属合金の酸化物からなる多孔質焼結体が主
に使用され、この多孔質焼結体（正極）は、先ず負極と
ほぼ同様のＮｉ等の多孔質焼結体を、還元性雰囲気中で
の加熱により作った後、この多孔質焼結体（正極）と上
記多孔質焼結体（負極）との間に電解質板を挟み込んで
電池本体に組み込み、ついで該電池内において多孔質焼
結体を酸化剤ガス雰囲気中で加熱することにより酸化し
て製されている。尚、この多孔質焼結体（正極）は、更
に電解質中のリチウムをドープさせることにより、電子
導電体として作用する正極となるものである。
移金属および／または遷移金属合金の多孔質焼結体が主
に使用され、この多孔質焼結体（負極）は、カーボニル
ニッケル等の粉末をソー）・状に成形した後、還元性雰
囲気中での加熱により、焼結して製されている。正極に
ついては、酸化ニンケル等の遷移金属の酸化物および／
または遷移金属合金の酸化物からなる多孔質焼結体が主
に使用され、この多孔質焼結体（正極）は、先ず負極と
ほぼ同様のＮｉ等の多孔質焼結体を、還元性雰囲気中で
の加熱により作った後、この多孔質焼結体（正極）と上
記多孔質焼結体（負極）との間に電解質板を挟み込んで
電池本体に組み込み、ついで該電池内において多孔質焼
結体を酸化剤ガス雰囲気中で加熱することにより酸化し
て製されている。尚、この多孔質焼結体（正極）は、更
に電解質中のリチウムをドープさせることにより、電子
導電体として作用する正極となるものである。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、溶融炭酸塩型燃料電池の正極および負極は、
ガス拡散電極としての機能を有するものであるので、こ
の機能を充分発揮するために適度な多孔度を有し、かつ
薄い多孔体でなければならない。かような多孔体とした
とき、前記従来技術で作られる多孔質焼結体は、強度が
弱く、かつ脆い。そのため、この多孔質焼結体の間に電
解質板を挟み込んで電池本体に組み込んで電池とする際
、多孔質焼結体の破損が生じることが多いという問題点
がある。そこで、この破損を防止するため、多孔質焼結
体の間に電解質板を挟み込んだものを金網等で補強して
組み込んで、組み込み後金網等を取り外す方法も行われ
ているが、これらの操作は極めて複雑であるため、この
方法は製造工程が煩雑になるという問題点がある。また
、電池への組み込み前に焼結のために加熱し、冷却し、
電池への組み込み後電池運転のために再度加熱し昇温さ
れるので、加熱処理工程が断続しており、その工程の簡
略化が望まれる。
ガス拡散電極としての機能を有するものであるので、こ
の機能を充分発揮するために適度な多孔度を有し、かつ
薄い多孔体でなければならない。かような多孔体とした
とき、前記従来技術で作られる多孔質焼結体は、強度が
弱く、かつ脆い。そのため、この多孔質焼結体の間に電
解質板を挟み込んで電池本体に組み込んで電池とする際
、多孔質焼結体の破損が生じることが多いという問題点
がある。そこで、この破損を防止するため、多孔質焼結
体の間に電解質板を挟み込んだものを金網等で補強して
組み込んで、組み込み後金網等を取り外す方法も行われ
ているが、これらの操作は極めて複雑であるため、この
方法は製造工程が煩雑になるという問題点がある。また
、電池への組み込み前に焼結のために加熱し、冷却し、
電池への組み込み後電池運転のために再度加熱し昇温さ
れるので、加熱処理工程が断続しており、その工程の簡
略化が望まれる。
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を解
消し、電極材料を電解質板と共に電池本体に組み込んで
電池とする際の電極材料の破損を、その取り付は操作を
複雑にすることなく、防止し得る溶融炭酸塩型燃料電池
用電極の製造方法を提供しようとするものである。更に
、電極材料の取り付は以前における焼結工程を無くし、
電極の製造工程を簡略化することも本発明の課題とする
ものである。
、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を解
消し、電極材料を電解質板と共に電池本体に組み込んで
電池とする際の電極材料の破損を、その取り付は操作を
複雑にすることなく、防止し得る溶融炭酸塩型燃料電池
用電極の製造方法を提供しようとするものである。更に
、電極材料の取り付は以前における焼結工程を無くし、
電極の製造工程を簡略化することも本発明の課題とする
ものである。
（課題を解決するための手段）
上記の課題を達成するために、本発明は次のような構成
の溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法としている。
の溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法としている。
すなわち、本発明は、溶融炭酸塩を電解質として含む電
解質板の片方の面に多孔質焼結体からなる正極、もう一
方の面に多孔質焼結体からなる負極を接触させ、正極に
酸化剤ガスを、負極に燃料ガスを供給することにより、
電池反応を行わせる溶融炭酸塩型燃料電池の電極を製造
する方法において、前記電極の少なくとも一方を、加熱
消失可能な消失性繊維に遷移金属粉末および／または遷
移金属合金粉末を抄き込みシート状抄造体にし、該抄造
体を電池本体に組み込んで電池とし、該電池を加熱処理
して該抄造体中の前記消失性繊維を消失させ、更に前記
遷移金属粉末および／または遷移金属合金粉末を焼結し
て製造することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池用電
極の製造方法である。
解質板の片方の面に多孔質焼結体からなる正極、もう一
方の面に多孔質焼結体からなる負極を接触させ、正極に
酸化剤ガスを、負極に燃料ガスを供給することにより、
電池反応を行わせる溶融炭酸塩型燃料電池の電極を製造
する方法において、前記電極の少なくとも一方を、加熱
消失可能な消失性繊維に遷移金属粉末および／または遷
移金属合金粉末を抄き込みシート状抄造体にし、該抄造
体を電池本体に組み込んで電池とし、該電池を加熱処理
して該抄造体中の前記消失性繊維を消失させ、更に前記
遷移金属粉末および／または遷移金属合金粉末を焼結し
て製造することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池用電
極の製造方法である。
（作 用）
本発明は、以上説明したように、先ず加熱消失可能な消
失性繊維（以降、加熱消失性繊維という）に遷移金属粉
末および／または遷移金属合金粉末（以降、金属粉末と
いう）を抄き込み、シート状抄造体を得るようにしてい
る。これは、例えば、木材パルプ等の加熱消失性繊維を
水等の液体溶媒中に分散させ、該分散液中にＮｉ、 Ｃ
ｕ、 Ｃｒ等の金属粉末を添加し、均質なスラリーを作
製し、前記金属粉末を消失性繊維に吸着させた状態で抄
紙し、乾燥することによって得ることができる。このよ
うにして得られる抄造体は、金属粉末だけでなく、繊維
を含有する複合材であるので、可撓性を有している。
失性繊維（以降、加熱消失性繊維という）に遷移金属粉
末および／または遷移金属合金粉末（以降、金属粉末と
いう）を抄き込み、シート状抄造体を得るようにしてい
る。これは、例えば、木材パルプ等の加熱消失性繊維を
水等の液体溶媒中に分散させ、該分散液中にＮｉ、 Ｃ
ｕ、 Ｃｒ等の金属粉末を添加し、均質なスラリーを作
製し、前記金属粉末を消失性繊維に吸着させた状態で抄
紙し、乾燥することによって得ることができる。このよ
うにして得られる抄造体は、金属粉末だけでなく、繊維
を含有する複合材であるので、可撓性を有している。
次に、該抄造体を電池本体に組み込んで電池ととするよ
うにしている。これは該抄造体の間に電解質板を挟み込
んで電池本体に組み込むことにより行い得る。この時、
上記の如く抄造体は、可撓性を有しているので、抄造体
を破損することなく電池本体に組み込んで電池とするこ
とができる。
うにしている。これは該抄造体の間に電解質板を挟み込
んで電池本体に組み込むことにより行い得る。この時、
上記の如く抄造体は、可撓性を有しているので、抄造体
を破損することなく電池本体に組み込んで電池とするこ
とができる。
従って、従来のように金網等で補強する必要がなくなり
、電池内への電極材料（抄造体）の組み込み時の操作が
簡単になる。
、電池内への電極材料（抄造体）の組み込み時の操作が
簡単になる。
次に、電池を加熱処理し、上記抄造体中の消失性繊維を
消失させ、更に金属粉末の焼結を行わせる。この処理に
より、抄造体において加熱消失性繊維の存在していた部
分が空隙として残り、更に金属粉末の焼結が行われ、抄
造体は多孔質焼結体になる。従って、加熱消失性繊維の
量の変化により、多孔度を調整でき、また、極めて多孔
度の高い多孔質焼結体を製し得る。尚、正極の多孔質焼
結体は、正極として機能させるために酸化物とする必要
があるが、そのためには焼結時、もしくは焼結後に酸化
剤ガス雰囲気中で加熱することにより酸化すればよい。
消失させ、更に金属粉末の焼結を行わせる。この処理に
より、抄造体において加熱消失性繊維の存在していた部
分が空隙として残り、更に金属粉末の焼結が行われ、抄
造体は多孔質焼結体になる。従って、加熱消失性繊維の
量の変化により、多孔度を調整でき、また、極めて多孔
度の高い多孔質焼結体を製し得る。尚、正極の多孔質焼
結体は、正極として機能させるために酸化物とする必要
があるが、そのためには焼結時、もしくは焼結後に酸化
剤ガス雰囲気中で加熱することにより酸化すればよい。
上記電池の加熱処理は、電池運転開始前の保温時あるい
は昇温時の熱を利用して行い得る。従って、消失性繊維
の消失から焼結後の酸化までの一連の加熱処理工程を連
続して行うことができ、この一連の工程に続いて電池運
転ができる。一方、従来方法の場合は、電池への組み込
み前に焼結のために加熱し、冷却し、電池への組み込み
後電池運転のために再度加熱し昇温される。故に、本発
明は、電極の製造工程をも簡略化し得るものである。
は昇温時の熱を利用して行い得る。従って、消失性繊維
の消失から焼結後の酸化までの一連の加熱処理工程を連
続して行うことができ、この一連の工程に続いて電池運
転ができる。一方、従来方法の場合は、電池への組み込
み前に焼結のために加熱し、冷却し、電池への組み込み
後電池運転のために再度加熱し昇温される。故に、本発
明は、電極の製造工程をも簡略化し得るものである。
以上のように、本発明は、電極材料を電解質板と共に電
池本体に組み込んで電池とする際の電極材料の破損を、
その取り付は操作を複雑にすることなく、防止し得るよ
うになる。更に、電池への組み込み前における焼結工程
を無くし、焼結は電池運転開始前の保温時あるいは昇温
時の熱を利用し、一連の加熱処理工程の中で行い得るの
で、電極の製造工程を簡略化し得る。そして、電極材料
を薄＜シても破損が生じず、また、多孔度を調整できる
ので、ガス拡散電極としての機能を充分発揮するために
必要な多孔度を有し、かつ薄い多孔体にしてなる溶融炭
酸塩型燃料電池用電極が得られる。
池本体に組み込んで電池とする際の電極材料の破損を、
その取り付は操作を複雑にすることなく、防止し得るよ
うになる。更に、電池への組み込み前における焼結工程
を無くし、焼結は電池運転開始前の保温時あるいは昇温
時の熱を利用し、一連の加熱処理工程の中で行い得るの
で、電極の製造工程を簡略化し得る。そして、電極材料
を薄＜シても破損が生じず、また、多孔度を調整できる
ので、ガス拡散電極としての機能を充分発揮するために
必要な多孔度を有し、かつ薄い多孔体にしてなる溶融炭
酸塩型燃料電池用電極が得られる。
本発明で使用する加熱消失性繊維は、前述の如く加熱に
より消失可能なものであれば種類の如何を問うものでな
く、木綿、麻、羊毛等の各種天然繊維、ナイロン、ポリ
エステル等の各種合成繊維、炭素繊維あるいはパルプ等
の全てを使用することができるが、金属粉末を効率良く
定着させる上で最も好ましいのは植物性天然繊維及びパ
ルプである。
より消失可能なものであれば種類の如何を問うものでな
く、木綿、麻、羊毛等の各種天然繊維、ナイロン、ポリ
エステル等の各種合成繊維、炭素繊維あるいはパルプ等
の全てを使用することができるが、金属粉末を効率良く
定着させる上で最も好ましいのは植物性天然繊維及びパ
ルプである。
抄造体を得るには格別特殊な技術が要求される訳ではな
く、従来から一般に採用されている紙や繊維質ボード等
の製法に準じて実施すればよく、この場合消失性繊維へ
の定着率を高めるため、更にポリアクリルアミドの如き
凝集定着剤（助剤）を併用することが望まれる。
く、従来から一般に採用されている紙や繊維質ボード等
の製法に準じて実施すればよく、この場合消失性繊維へ
の定着率を高めるため、更にポリアクリルアミドの如き
凝集定着剤（助剤）を併用することが望まれる。
電池への組み込み後の電池の加熱処理に関し、加熱消失
性繊維の消失及び金属粉末の焼結は、同じ温度で同時に
行ってもよいが、電極機能を最高度に発揮するガス拡散
電極とするためには、先ず、金属粉末の焼結が起こらず
、加熱消失性繊維が消失する温度及び雰囲気条件で加熱
して抄造体中における加熱消失性繊維を消失させた後、
金属粉末の焼結が起こる温度及び雰囲気条件で加熱して
金属粉末の焼結を行わせるのが望ましい。
性繊維の消失及び金属粉末の焼結は、同じ温度で同時に
行ってもよいが、電極機能を最高度に発揮するガス拡散
電極とするためには、先ず、金属粉末の焼結が起こらず
、加熱消失性繊維が消失する温度及び雰囲気条件で加熱
して抄造体中における加熱消失性繊維を消失させた後、
金属粉末の焼結が起こる温度及び雰囲気条件で加熱して
金属粉末の焼結を行わせるのが望ましい。
加熱消失性繊維を消失させる温度及び雰囲気条件に関し
、雰囲気としては、空気等の酸化性雰囲気の方が、消失
性繊維及び助剤の消失に対して効率的であり、又カーボ
ン生成による閉塞の恐れがないので好ましい、加熱温度
としては通常３００’Ｃ以上、好ましくは４００°Ｃ以
上がよい。
、雰囲気としては、空気等の酸化性雰囲気の方が、消失
性繊維及び助剤の消失に対して効率的であり、又カーボ
ン生成による閉塞の恐れがないので好ましい、加熱温度
としては通常３００’Ｃ以上、好ましくは４００°Ｃ以
上がよい。
尚、上記加熱消失性繊維を消失させる温度に関し、負極
側では、金属粉末が酸化されずに消失性繊維及び助剤の
みが消失するのが好ましいので、比較的低温を選択する
方が良い０例えば、Ｎｉの場合には４２０−４３０’Ｃ
以下であれば酸化が実質上起こらないので、４００’Ｃ
前後が良い。但し、Ｎｉ、 Ｃｕ等の場合には、この時
酸化されても、後工程の焼結工程における還元性雰囲気
での加熱処理によって容易に還元されるので、４３０’
Ｃ以上の比較的高温を選択することができる。一方、正
極は一般にＮｉの酸化物（ＮｉＯ）であるので、正極側
では、消失性繊維及び助剤の消失に重点をおいて高い加
熱温度を選択することも考えられるが、ＮｉＯ粉末は難
焼結体であり、多孔質の焼結体を形成できないため、金
属粉末が酸化されずに消失性繊維及び助剤のみが消失す
る条件で加熱処理するのが好ま、しい。従って比較的低
温を選択する方が良い。例えば、負極と同様、Ｎｉの場
合には酸化が実質上起こらない４００°Ｃ前後が良い。
側では、金属粉末が酸化されずに消失性繊維及び助剤の
みが消失するのが好ましいので、比較的低温を選択する
方が良い０例えば、Ｎｉの場合には４２０−４３０’Ｃ
以下であれば酸化が実質上起こらないので、４００’Ｃ
前後が良い。但し、Ｎｉ、 Ｃｕ等の場合には、この時
酸化されても、後工程の焼結工程における還元性雰囲気
での加熱処理によって容易に還元されるので、４３０’
Ｃ以上の比較的高温を選択することができる。一方、正
極は一般にＮｉの酸化物（ＮｉＯ）であるので、正極側
では、消失性繊維及び助剤の消失に重点をおいて高い加
熱温度を選択することも考えられるが、ＮｉＯ粉末は難
焼結体であり、多孔質の焼結体を形成できないため、金
属粉末が酸化されずに消失性繊維及び助剤のみが消失す
る条件で加熱処理するのが好ま、しい。従って比較的低
温を選択する方が良い。例えば、負極と同様、Ｎｉの場
合には酸化が実質上起こらない４００°Ｃ前後が良い。
但し、Ｎｉ、 Ｃｕ等の場合には、この時酸化されても
、後工程の還元性雰囲気での加熱処理によって容易に還
元されるので、４３０’Ｃ以上の比較的高温を選択する
ことができる。また、上記加熱操作は、正極側と負極側
を同時に行うことが可能である。
、後工程の還元性雰囲気での加熱処理によって容易に還
元されるので、４３０’Ｃ以上の比較的高温を選択する
ことができる。また、上記加熱操作は、正極側と負極側
を同時に行うことが可能である。
消失性繊維の消失後の金属粉末の焼結の温度及び雰囲気
条件に関し、負極側では、金属粉末が酸化されずに焼結
される必要があるので、還元性雰囲気で行うのが好まし
く、温度は通常６００’Ｃ以上、１１００６Ｃ以下でよ
い。例えば、消失性繊維の消失後、電池運転時の燃料ガ
スの還元性雰囲気に切り換え、電池運転温度まで昇温し
で加熱すればよく、この操作によるのが便利である。一
方、正極側では、正極は一般にＮ−１０であるので酸化
性雰囲気で処理しても良いが、より多孔度の高い焼結体
とするためには還元性雰囲気で焼結処理するのが好まし
い。例えば、消失性繊維の消失後、電池運転時の燃料ガ
スの雰囲気に切り換え、電池運転温度まで昇温しで加熱
するのが便利である。尚、正極としての電極機能を持た
せるには、焼結後に酸化する必要があるが、この酸化は
電池運転中に生じさせることができる。電池運転時、正
極側は酸化側ガスが供給されるからである。
条件に関し、負極側では、金属粉末が酸化されずに焼結
される必要があるので、還元性雰囲気で行うのが好まし
く、温度は通常６００’Ｃ以上、１１００６Ｃ以下でよ
い。例えば、消失性繊維の消失後、電池運転時の燃料ガ
スの還元性雰囲気に切り換え、電池運転温度まで昇温し
で加熱すればよく、この操作によるのが便利である。一
方、正極側では、正極は一般にＮ−１０であるので酸化
性雰囲気で処理しても良いが、より多孔度の高い焼結体
とするためには還元性雰囲気で焼結処理するのが好まし
い。例えば、消失性繊維の消失後、電池運転時の燃料ガ
スの雰囲気に切り換え、電池運転温度まで昇温しで加熱
するのが便利である。尚、正極としての電極機能を持た
せるには、焼結後に酸化する必要があるが、この酸化は
電池運転中に生じさせることができる。電池運転時、正
極側は酸化側ガスが供給されるからである。
上記の消失性繊維の消失、金属粉末の焼結、焼結後の酸
化という一連の処理、操作は、電池運転開始直前に、電
池作動温度の６００−７００°Ｃ以下の温度で連続して
行うのが、熱損失が少なく、また、電池運転開始時の昇
温時の熱を利用できるので、最も望ましい、このように
処理、操作することにより、熱経済性は従来の電極製造
方法の場合に比較して良くし得る。
化という一連の処理、操作は、電池運転開始直前に、電
池作動温度の６００−７００°Ｃ以下の温度で連続して
行うのが、熱損失が少なく、また、電池運転開始時の昇
温時の熱を利用できるので、最も望ましい、このように
処理、操作することにより、熱経済性は従来の電極製造
方法の場合に比較して良くし得る。
電極材料を電解質板と共に電池本体に組み込んで電池と
する際、正極および負極のいずれにも抄造体を使用する
のが望ましいが、正極および負極のいずれか一方に多孔
質焼結体を使用することもできる。このいずれか一方に
多孔質焼結体を使用する場合であっても、従来の場合に
比較して電池本体への電極材料の組み込み時における電
極材料の破損が生じ難くなり、また、電極の製造工程を
簡略化し得る。
する際、正極および負極のいずれにも抄造体を使用する
のが望ましいが、正極および負極のいずれか一方に多孔
質焼結体を使用することもできる。このいずれか一方に
多孔質焼結体を使用する場合であっても、従来の場合に
比較して電池本体への電極材料の組み込み時における電
極材料の破損が生じ難くなり、また、電極の製造工程を
簡略化し得る。
（実施例）
本発明の実施例及び比較例（：従来法）を、金属粉末と
してＮｉ粉末を用いた場合にηいて以下に説明する。
してＮｉ粉末を用いた場合にηいて以下に説明する。
災施Ｍ上
負極用電極材料として、ニッケル微粉末（インコ社製二
カルボニルＮｉ−１２３）と直径１０−２０μｍの木材
パルプを用いて常法により抄き込んで、前者：後者−７
：３（重量比）、厚み１ 、５ｍｍのシート状の負極用
抄造体を得た。これと同様の方法により、正極用抄造体
を得た。但し、正極用抄造体の厚みは１．０ｍｍとした
。
カルボニルＮｉ−１２３）と直径１０−２０μｍの木材
パルプを用いて常法により抄き込んで、前者：後者−７
：３（重量比）、厚み１ 、５ｍｍのシート状の負極用
抄造体を得た。これと同様の方法により、正極用抄造体
を得た。但し、正極用抄造体の厚みは１．０ｍｍとした
。
一方、電解質として炭酸リチウムと炭酸カリウムとの共
晶塩を用い、その保持体としてアルミン酸リチウム粉末
を用い、これらを混合し、ホットプレス法によって成形
し、電解質板を製作した。
晶塩を用い、その保持体としてアルミン酸リチウム粉末
を用い、これらを混合し、ホットプレス法によって成形
し、電解質板を製作した。
次に、上記負極用抄造体及び正極用抄造体の間に、電解
質板を挟み込み、電池に組み込んだ後、負極用及び正極
用抄造体中の消失性繊維を消失させるために、ヒータに
より加熱処理を行った。この組み込み後の電池の断面図
を第１図に示す。尚、第１図に示すように、負極用抄造
体とセルホルダとの間及び正極用抄造体とセルホルダと
の間には、それぞれ負極側ガス流路及び正極側ガス流路
が形成されている。次に、負極用及び正極用抄造体中の
消失性繊維を消失させるために、負極側ガス流路及び正
極側ガス流路に、空気７０χ、炭酸ガス３０％の混合ガ
スを１．ＯＮＱ／ｍｉｎの流量で流しながら、このセル
を４２０８Ｃで１２時間の加熱処理を行った。尚、炭酸
ガスは、必ずしも必要ではないが、加熱処理中における
電解質中の炭酸塩の蒸発量を減らすために添加したもの
である。
質板を挟み込み、電池に組み込んだ後、負極用及び正極
用抄造体中の消失性繊維を消失させるために、ヒータに
より加熱処理を行った。この組み込み後の電池の断面図
を第１図に示す。尚、第１図に示すように、負極用抄造
体とセルホルダとの間及び正極用抄造体とセルホルダと
の間には、それぞれ負極側ガス流路及び正極側ガス流路
が形成されている。次に、負極用及び正極用抄造体中の
消失性繊維を消失させるために、負極側ガス流路及び正
極側ガス流路に、空気７０χ、炭酸ガス３０％の混合ガ
スを１．ＯＮＱ／ｍｉｎの流量で流しながら、このセル
を４２０８Ｃで１２時間の加熱処理を行った。尚、炭酸
ガスは、必ずしも必要ではないが、加熱処理中における
電解質中の炭酸塩の蒸発量を減らすために添加したもの
である。
上記加熱処理後、負極側及び正極側ガス流路に流れるガ
スを、電池運転時の負極側燃料ガス（水素８０χ、炭酸
ガス２０％の混合ガス：還元性雰囲気）に切り換え、電
池運転温度の６５０°Ｃに昇温し、金属粉末の焼結を行
った。この焼結後、正極側についてはＮｉの酸化物にす
るために、正極側ガス流路に流れるガスを、電池運転時
の正極側酸化剤ガス（空気７０χ、炭酸ガス３０χの混
合ガス）に切り換え、Ｎｉ多孔質焼結体の酸化を行なっ
た。ついで、冷却することなく、６５０°Ｃでの発電試
験を行なった。
スを、電池運転時の負極側燃料ガス（水素８０χ、炭酸
ガス２０％の混合ガス：還元性雰囲気）に切り換え、電
池運転温度の６５０°Ｃに昇温し、金属粉末の焼結を行
った。この焼結後、正極側についてはＮｉの酸化物にす
るために、正極側ガス流路に流れるガスを、電池運転時
の正極側酸化剤ガス（空気７０χ、炭酸ガス３０χの混
合ガス）に切り換え、Ｎｉ多孔質焼結体の酸化を行なっ
た。ついで、冷却することなく、６５０°Ｃでの発電試
験を行なった。
止較■土
負極として、実施例１で用いたのと同じニッケル微粉末
をカルボキシメチルセルロース２％と共に水に加えてス
ラリーとし、これをポリエステルシート上に広げ、ドク
ターブレードで均等な厚さとなるように展延した後乾燥
し、薄板状のシートとした。このシートをＨｇ：１００
χ、流量２Ｎｌ／ｍｉｎの還元性雰囲気中で１００００
Ｃで３０分間の加熱処理を行って厚み０．５１ｍｍ、面
積１００ｃｍ”、多孔度０．６０５のシート状のＮｉ多
孔質焼結体を得た。これと同様の方法により、正極用の
Ｎｉ多孔質焼結体を得た。
をカルボキシメチルセルロース２％と共に水に加えてス
ラリーとし、これをポリエステルシート上に広げ、ドク
ターブレードで均等な厚さとなるように展延した後乾燥
し、薄板状のシートとした。このシートをＨｇ：１００
χ、流量２Ｎｌ／ｍｉｎの還元性雰囲気中で１００００
Ｃで３０分間の加熱処理を行って厚み０．５１ｍｍ、面
積１００ｃｍ”、多孔度０．６０５のシート状のＮｉ多
孔質焼結体を得た。これと同様の方法により、正極用の
Ｎｉ多孔質焼結体を得た。
但し、正極用の多孔質焼結体の厚みは０．６８ｍｍ、面
積１００ｃｍ”、多孔度０．７４３である。一方、実施
例１と同じ方法で、電解質板を製作した。
積１００ｃｍ”、多孔度０．７４３である。一方、実施
例１と同じ方法で、電解質板を製作した。
次に、上記頁捲用多孔質焼結体と正極用多孔質焼結体と
の間に、電解質板を挟み込み、電池に組み込んだ。この
設置状況は、第１図に示したものと同様である。
の間に、電解質板を挟み込み、電池に組み込んだ。この
設置状況は、第１図に示したものと同様である。
次に、正極用のＮｉ多孔質焼結体をＮｉＯ多孔質焼結体
にするために、正極側ガス流路に、電池運転時の工種側
燃料ガス（空気７ｏｚ、炭酸ガス３０χの混合ガス）を
、２．ＯＮｌ／ｍｉｎの流量で流し、温度を電池運転温
度の６５０°Ｃに昇温してＮｉ多孔質焼結体の酸化を行
った。ついで、負極側に電池運転時の負極側燃料ガス（
水素８０″１．、炭酸ガス２０χの混合ガス）を２．６
ＮＲ１ｍ１ｎ （７）流量で流して、発電試験を行っ
た。
にするために、正極側ガス流路に、電池運転時の工種側
燃料ガス（空気７ｏｚ、炭酸ガス３０χの混合ガス）を
、２．ＯＮｌ／ｍｉｎの流量で流し、温度を電池運転温
度の６５０°Ｃに昇温してＮｉ多孔質焼結体の酸化を行
った。ついで、負極側に電池運転時の負極側燃料ガス（
水素８０″１．、炭酸ガス２０χの混合ガス）を２．６
ＮＲ１ｍ１ｎ （７）流量で流して、発電試験を行っ
た。
上記実施例１及び比較例１の発電試験結果の一例を第２
図に示す。この図において、Ａが実施例１、Ｂが比較例
１の発電試験結果、即ち、出力電圧（Ｅ）と電流密度（
Ｉ４）との関係である。両者には、差異が認められず、
本発明の方法で作られたｔ掻は、従来の方法で作られた
電極と同等の電池性能が得られた。
図に示す。この図において、Ａが実施例１、Ｂが比較例
１の発電試験結果、即ち、出力電圧（Ｅ）と電流密度（
Ｉ４）との関係である。両者には、差異が認められず、
本発明の方法で作られたｔ掻は、従来の方法で作られた
電極と同等の電池性能が得られた。
（発明の効果）
本発明の溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法は、電
極材料を電解質板と共に電池本体に組み込んで電池とす
る際の電極材料の破損を、その取り付は操作を複雑にす
ることなく、防止し得るものである。更に、電極材料を
電池本体に組み込んで電池とする前における焼結工程を
無（し、焼結は電池運転開始前の保温時あるいは昇温時
の熱を利用し、一連の加熱処理工程の中で行えるので、
電極の製造工程を簡略化し得るものである。
極材料を電解質板と共に電池本体に組み込んで電池とす
る際の電極材料の破損を、その取り付は操作を複雑にす
ることなく、防止し得るものである。更に、電極材料を
電池本体に組み込んで電池とする前における焼結工程を
無（し、焼結は電池運転開始前の保温時あるいは昇温時
の熱を利用し、一連の加熱処理工程の中で行えるので、
電極の製造工程を簡略化し得るものである。
第１図は、実施例１に係る正極用抄造体、負極用抄造体
および電解質板が組み込まれた電池の断面図、第２図は
、出力電圧と電流密度との関係で示される発電試験結果
の一例を示す図である。 （１）−一一正掻用抄造体 （２）−−一負極用抄造
体（３）−ｍ−電解質板 （４）−ｍ−セルホル
ダ（５）−一一正極側ガス流路 （６）−一一負極側ガ
ス流路（７）−一一ヒータ （８）−一一電
気炉Ａ−−−−実施例１の発電試験結果 Ｂ−−−−比較例１の発電試験結果 （Ｅ）−ｍ−出力電圧 （１４）−ｍ−電流密度特許
出願人 株式会社 神戸製鋼所 代 理 人 弁理士 金丸 章−
および電解質板が組み込まれた電池の断面図、第２図は
、出力電圧と電流密度との関係で示される発電試験結果
の一例を示す図である。 （１）−一一正掻用抄造体 （２）−−一負極用抄造
体（３）−ｍ−電解質板 （４）−ｍ−セルホル
ダ（５）−一一正極側ガス流路 （６）−一一負極側ガ
ス流路（７）−一一ヒータ （８）−一一電
気炉Ａ−−−−実施例１の発電試験結果 Ｂ−−−−比較例１の発電試験結果 （Ｅ）−ｍ−出力電圧 （１４）−ｍ−電流密度特許
出願人 株式会社 神戸製鋼所 代 理 人 弁理士 金丸 章−
Claims (1)
- （１）溶融炭酸塩を電解質として含む電解質板の片方の
面に多孔質焼結体からなる正極、もう一方の面に多孔質
焼結体からなる負極を接触させ、正極に酸化剤ガスを、
負極に燃料ガスを供給することにより、電池反応を行わ
せる溶融炭酸塩型燃料電池の電極を製造する方法におい
て、前記電極の少なくとも一方を、加熱消失可能な消失
性繊維に遷移金属粉末および／または遷移金属合金粉末
を抄き込みシート状抄造体にし、該抄造体を電池本体に
組み込んで電池とし、該電池を加熱処理して該抄造体中
の前記消失性繊維を消失させ、更に前記遷移金属粉末お
よび／または遷移金属合金粉末を焼結して製造すること
を特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042840A JPH01217856A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042840A JPH01217856A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217856A true JPH01217856A (ja) | 1989-08-31 |
Family
ID=12647183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63042840A Pending JPH01217856A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01217856A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356731A (en) * | 1990-08-30 | 1994-10-18 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Molten cabonate fuel cell with sintered LiCoO2 electrode |
| US5589287A (en) * | 1993-10-18 | 1996-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Molten carbonate fuel cell |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63042840A patent/JPH01217856A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356731A (en) * | 1990-08-30 | 1994-10-18 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Molten cabonate fuel cell with sintered LiCoO2 electrode |
| US5589287A (en) * | 1993-10-18 | 1996-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Molten carbonate fuel cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11204114A (ja) | 電極材料 | |
| JPH0817440A (ja) | 高分子電解質型電気化学セル用電極 | |
| JPH10241703A (ja) | 燃料電池用の電極および発電層並びにその製造方法 | |
| US4407906A (en) | Fuel cell with Pt/Pd electrocatalyst electrode | |
| JPH01217856A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池用電極の製造方法 | |
| JP5599029B2 (ja) | 燃料電池用ガス拡散層 | |
| CN100486028C (zh) | 电极用导电材料的前驱毡材和电极用导电材料的制造方法 | |
| JP2006278294A (ja) | 燃料電池および燃料電池用電極材 | |
| US4643955A (en) | Molten carbonate fuel cell reduction of nickel deposits | |
| US4902587A (en) | Fuel cell | |
| JP4433518B2 (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| JP4781016B2 (ja) | 燃料電池用ガス拡散電極の製造方法 | |
| JPS63236262A (ja) | 燃料電池 | |
| WO2005008815A1 (ja) | 燃料電池、燃料電池用電極材およびその製造方法 | |
| JP2003109629A (ja) | ガス拡散層の製造方法およびそれを用いた電解質膜／電極接合体と高分子電解質型燃料電池 | |
| JPH0652864A (ja) | ガス拡散電極の製造法 | |
| JPH10189005A (ja) | 燃料電池用の電極および発電層の製造方法 | |
| JPH02822B2 (ja) | ||
| JPS6010566A (ja) | 燃料電池の運転方法 | |
| JPS6014769A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH04215257A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 | |
| JPS6097558A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 | |
| JP4427929B2 (ja) | シールレス構造の固体電解質型燃料電池 | |
| JPH0227661A (ja) | 燃料電池用電極触媒層 | |
| JPH0745289A (ja) | 固体電解質型燃料電池 |