JPH0158832B2 - - Google Patents
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- JPH0158832B2 JPH0158832B2 JP58074889A JP7488983A JPH0158832B2 JP H0158832 B2 JPH0158832 B2 JP H0158832B2 JP 58074889 A JP58074889 A JP 58074889A JP 7488983 A JP7488983 A JP 7488983A JP H0158832 B2 JPH0158832 B2 JP H0158832B2
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- 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
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
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- H—ELECTRICITY
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
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- 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
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- 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
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は両面に燃料極と酸化剤極とを設けた溶
融炭酸塩電解質層からなる単位電池を、両面に燃
料ガス流路と酸化剤ガス流路とをそれぞれ形成し
てなる双極性隔離板を介して複数個積層した構造
を有し、そのガスシール構造を改良した溶融炭酸
塩型燃料電池に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 燃料電池は、例えば水素のように酸化され易い
ガスと、酸素のように酸化力のあるガスとを適当
な電解質の下で電気化学反応プロセスを経て反応
させて直流電力を得るもので、その使用する電解
質によつてリン酸塩型、溶融炭酸塩型、固体電解
質型等に大別される。 このような燃料電池のうち、上記溶融炭酸塩型
のものは、650℃程度の温度で動作させるように
したもので、その要部は一般に第１図および第２
図に示す如く構成されている。図中１は、平板状
の溶融炭酸塩電解質層であり、例えば炭酸リチウ
ムや炭酸カリウム等の炭酸塩電解質を、リチウム
アルミネート等のセラミツク系保持材によつて保
持したものである。しかして、この電解質層１の
両面にニツケル合金系のガス拡散極（燃料極と酸
化剤極）２ａ，２ｂを設けて単位電池３が構成さ
れる。このような単位電池３が、以下に説明する
双極性隔離板４を介して複数個積層され、積層型
の燃料電池が構成される。 上記双極性隔離板４は、ステンレス鋼製の隔離
板本体５の両面に、互いに直交する向きにガス流
路を形成するべく、ステンレス鋼製の側壁部材６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを各面の両辺部に平行にろ
う付けしたものである。そして、これらの側壁部
材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂと隔離板本体５の面と
によつて形成される溝部を上記ガス流路（燃料ガ
ス流路と酸化剤ガス流路）としている。またこれ
らの各ガス流路には、そこに流れるガスを実質的
に分流させるべくステンレス鋼製の波板８ａ，８
ｂが嵌込まれている。また前記側壁部材６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂの各端面には、前記ガス拡散極２
ａ，２ｂをそれぞれ嵌合するべく段部が設けられ
ており、この段部に前記ガス拡散極２ａ，２ｂを
嵌合した側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの端部
と前記電解質層１とをウエツトシールして前記ガ
ス供給路に導びかれたガスの漏洩を防止する構造
となつている。尚、上記ウエツトシールは、例え
ば電解質がLi2CO3／K2CO3、62／38モル比から
なる２元素共融組成からなる場合、その電池動作
温度650℃まで昇温した際、上記電解質が488℃で
溶融することによつて行われる。 ところがこのような構造を有する燃料電池にあ
つて、その作動時間を制約する問題、即ち寿命に
関する問題として、前記双極性隔離板４の側壁部
材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂにおける電解質層１と
の接触部位での腐食作用がある。この側壁部材６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの腐食は、反応ガスの漏洩
を招来することのみならず、構造上の弱体化を招
く。そこで従来より、上記腐食を防止するべく、
石綿、雲母、銀、アルミニウム等の箔からなるガ
スケツトが用いられている。 然し乍ら上記石綿や雲母からなるガスケツトは
機械的強度に劣る為、長時間の使用には耐えな
い。また銀箔のガスケツトは高価である。更にア
ルミニウム箔からなるガスケツトは、電池の動作
温度である650℃以上の温度で溶融凝集し易く、
電解質層１の外縁部や、上記電解質層１の電解質
が逸散した部分から上記溶融したアルミニウム金
属が侵入し、これによつてガス拡散極２ａ，２ｂ
間が短絡されると云う不具合を生じる。更には前
記電解質が、上述したガスケツトと側壁部材６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとの間に入り込み、これに
よつて上記側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが腐
食することもあり、ガスケツトを以つてその効果
を十分に果すことが困難であつた。その上、この
ようなガスケツトの使用は、燃料電池の製造組立
工程の複雑、繁雑化を招き、作業性を低下させる
と云う不具合も有していた。 〔発明の目的〕 本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、ガス流路を両面
に形成してなる双極性隔離板を介して、両面にガ
ス拡散極を設けた溶融炭酸塩電解質層からなる複
数の単位電池を積層してなる構造の溶融炭酸塩型
燃料電池において、上記双極性隔離板の腐食を防
止し、長期間に亘つて供給ガスの漏洩を防ぐと共
に、その物理的および機械的特性を十分に高めた
実用性の高い溶融炭酸塩型燃料電池を提供するこ
とにある。 〔発明の概要〕 本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池における双極
性隔離板の電解質層に直接接触する側壁部材端面
に、ニツケル、クロム、アルミニウム、コバル
ト、イツトリウム、モリブデンの中から選択され
た複数の物質を組成とする合金を下地層として設
け、この下地層上に金属酸化物からなる防食層を
設けて、上記側壁部材端面の電解質による腐食を
防止するようにしたものである。 そして、特に上記防食層を為す金属酸化物とし
て、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化
セリウム、アルミン酸リチウム、ジルコン酸リチ
ウム、チタン酸ストロンチウム、若しくはチタン
酸リチウムを用いるようにしたものである。 〔発明の効果〕 かくして本発明によれば、電解質層に直接接触
する双極性隔離板の側壁部材端部が、上述した合
金を素材とする下地層を形成し、この下地層上に
形成された金属酸化物からなる防食層を有するの
で、燃料電池がその動作温度である650℃以上に
なつても電解質による側壁部材端面の腐食が生じ
ることがない。従つて、供給ガスの漏洩が生じる
ことがない。しかもアルミニウムのガスケツトを
用いたもののように、溶融したアルミニウムによ
つてガス拡散極間が短絡される等の事故の虞れも
なく、その機械的強度も高い。故に信頼性の高い
長寿命な燃料電池を安価に実現することができる
等の効果が奏せられる。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。 第３図は実施例に係る燃料電池の積層構造を示
すもので、第１図および第２図に示す従来構造の
ものと同一部分には同一符号を付して示してあ
る。この燃料電池が特徴とするところは、両面に
ガス流路を為す溝を形成した双極性隔離板４の側
壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの端面であつて、
単位電池３との積層時に電解質層１に直接接触す
る部位に下地層１１を形成し、更にこの下地層１
１上に金属酸化物からなる防食層１２を形成した
点にある。上記双極性隔離板４、即ち隔離板本体
５と、この隔離板本体５にろう付け等によつて固
定一体化される側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ
は例えばSUS316Lステンレス板によつて形成さ
れる。そして、上記側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂの端面に設けられる下地層１１は、ニツケ
ル、クロム、アルミニウム、コバルト、イツトリ
ウム、モリブデンの中から選択された複数の物質
を組成とする合金、例えば Co−29Cr−6Al−1Y合金（重量比） からなり、プラズマ溶射によつて形成される。ま
たこの下地層１１上に形成される金属酸化物から
なる防食層１２は、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウム、酸化セリウム、アルミン酸リチウム、
ジルコン酸リチウム、チタン酸ストロンチウム若
しくはチタン酸リチウムからなる。 以下、これらの金属酸化物からなる防食層１２
を形成した本発明に係る燃料電池について述べ
る。 実施例 １ 厚さ0.5（mm）のSUS316Lステンレス鋼を100
（mm）×100（mm）の大きさに切出し、これを隔離板
本体５とする。この隔離板本体５に、厚さ2.5
（mm）、幅15（mm）、長さ100（mm）のSUS316Lステ
ンレス鋼を側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとし
て、真空ろう付けにより接合する。このような構
造の双極性隔離板４の上記側壁部材６ａ，６ｂ，
７ａ，７ｂの各端面に、前述した下地層１１を
150（μm）の厚みにプラズマ溶射して形成する。
しかるのち、上記下地層１１上に純度99.9（％）
の酸化アルミニウムを平均300（μm）の厚さに形
成し、これを防食層１２とした。このようにして
得られた双極性隔離板４を用いて単位電池を３層
積層し、通常の手段によつて反応ガスマニホール
ド、エンドプレート、締付けバー等を設けて燃料
電池を組立て、マツフル炉中に収納して650℃の
温度で動作させた。 実施例 ２ 実施例１における酸化アルミニウムに代えて、
酸化ジルコニウムを平均320（μm）の厚みにプラ
ズマ溶射により形成し、これを防食層１２とし
た。 実施例 ３ 実施例１における酸化アルミニウムに代えて酸
化セリウムを平均320（μm）の厚みにプラズマ溶
射により形成し、これを防食層１２とした。 実施例 ４ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてア
ルミン酸リチウムを、平均厚み280（μm）にプラ
ズマ溶射により形成して、これを防食層１２とし
た。 実施例 ５ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてジ
ルコン酸リチウムをプラズマ溶射により平均厚み
300（μm）形成し、これを防食層１２とした。 実施例 ６ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてチ
タン酸ストロンチウムをプラズマ溶射によつて平
均厚み290（μm）形成し、これを防食層１２とし
た。 実施例 ７ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてチ
タン酸リチウムを、プラズマ溶射により平均厚み
300（μm）形成し、これを防食層１２とした。尚、
これらの実施例と共に、次のような比較サンプル
も形成した。 比較例 １ 実施例１における側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂの端面に、下地層１１を設けることなしに直
接酸化アルミニウムを300（μm）の平均厚みにプ
ラズマ溶射によつて形成し、これを防食層１２と
した。 比較例 ２ 実施例１における側面部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂに下地層１１、および防食層１２を形成する
ことなく燃料電池を組立てた。 従来例 実施例１における側面部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂの端面に下地層１１および防食層１２を形成
せず、代りに幅15（mm）、厚さ0.5（mm）のアルミニ
ウム製ガスケツトを設けて燃料電池を組立てた。 第４図は上記の如く構成された各サンプル（実
施例１〜７、比較例１、２、および従来例）を評
価する為の測定回路で、15はサンプル（燃料電
池）、１６ａ，１６ｂ，１６ｂ，１６ｃはガスマ
ニホールド、１７はこれを収納した電気マツフル
炉である。そして、ガスマニホールド１６ａから
水素ガスを500（Ｎ・ml／min）の割合で流し、ガ
スマニホールド１６ｃから窒素ガスを500（Ｎ・
ml／min）の割合で流し、ガスマニホールド１６
ｄのガス排出口で、排出窒素ガス中の水蒸気濃度
を熱伝導度式水素ガス分析計１８にて測定し、こ
れを漏洩量として求めた。また上記各サンプルを
1000時間放置後分解して、前記側壁部材６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂ端面の腐食の程度を観察した。 第５図は横軸を放置時間（Hr）として示した
各サンプルの漏洩量（H2）を示すもので、特性
曲線（破線Ａ）は従来例を、特性曲線（一点鎖線
Ｂおよび二点鎖線Ｃ）はそれぞれ比較例１、２を
示している。また特性曲線（実線Ｄ、Ｅ、Ｆ）
は、各実施例について示している。また次表は各
サンプルの腐食の程度を示している。
融炭酸塩電解質層からなる単位電池を、両面に燃
料ガス流路と酸化剤ガス流路とをそれぞれ形成し
てなる双極性隔離板を介して複数個積層した構造
を有し、そのガスシール構造を改良した溶融炭酸
塩型燃料電池に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 燃料電池は、例えば水素のように酸化され易い
ガスと、酸素のように酸化力のあるガスとを適当
な電解質の下で電気化学反応プロセスを経て反応
させて直流電力を得るもので、その使用する電解
質によつてリン酸塩型、溶融炭酸塩型、固体電解
質型等に大別される。 このような燃料電池のうち、上記溶融炭酸塩型
のものは、650℃程度の温度で動作させるように
したもので、その要部は一般に第１図および第２
図に示す如く構成されている。図中１は、平板状
の溶融炭酸塩電解質層であり、例えば炭酸リチウ
ムや炭酸カリウム等の炭酸塩電解質を、リチウム
アルミネート等のセラミツク系保持材によつて保
持したものである。しかして、この電解質層１の
両面にニツケル合金系のガス拡散極（燃料極と酸
化剤極）２ａ，２ｂを設けて単位電池３が構成さ
れる。このような単位電池３が、以下に説明する
双極性隔離板４を介して複数個積層され、積層型
の燃料電池が構成される。 上記双極性隔離板４は、ステンレス鋼製の隔離
板本体５の両面に、互いに直交する向きにガス流
路を形成するべく、ステンレス鋼製の側壁部材６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを各面の両辺部に平行にろ
う付けしたものである。そして、これらの側壁部
材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂと隔離板本体５の面と
によつて形成される溝部を上記ガス流路（燃料ガ
ス流路と酸化剤ガス流路）としている。またこれ
らの各ガス流路には、そこに流れるガスを実質的
に分流させるべくステンレス鋼製の波板８ａ，８
ｂが嵌込まれている。また前記側壁部材６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂの各端面には、前記ガス拡散極２
ａ，２ｂをそれぞれ嵌合するべく段部が設けられ
ており、この段部に前記ガス拡散極２ａ，２ｂを
嵌合した側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの端部
と前記電解質層１とをウエツトシールして前記ガ
ス供給路に導びかれたガスの漏洩を防止する構造
となつている。尚、上記ウエツトシールは、例え
ば電解質がLi2CO3／K2CO3、62／38モル比から
なる２元素共融組成からなる場合、その電池動作
温度650℃まで昇温した際、上記電解質が488℃で
溶融することによつて行われる。 ところがこのような構造を有する燃料電池にあ
つて、その作動時間を制約する問題、即ち寿命に
関する問題として、前記双極性隔離板４の側壁部
材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂにおける電解質層１と
の接触部位での腐食作用がある。この側壁部材６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの腐食は、反応ガスの漏洩
を招来することのみならず、構造上の弱体化を招
く。そこで従来より、上記腐食を防止するべく、
石綿、雲母、銀、アルミニウム等の箔からなるガ
スケツトが用いられている。 然し乍ら上記石綿や雲母からなるガスケツトは
機械的強度に劣る為、長時間の使用には耐えな
い。また銀箔のガスケツトは高価である。更にア
ルミニウム箔からなるガスケツトは、電池の動作
温度である650℃以上の温度で溶融凝集し易く、
電解質層１の外縁部や、上記電解質層１の電解質
が逸散した部分から上記溶融したアルミニウム金
属が侵入し、これによつてガス拡散極２ａ，２ｂ
間が短絡されると云う不具合を生じる。更には前
記電解質が、上述したガスケツトと側壁部材６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとの間に入り込み、これに
よつて上記側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが腐
食することもあり、ガスケツトを以つてその効果
を十分に果すことが困難であつた。その上、この
ようなガスケツトの使用は、燃料電池の製造組立
工程の複雑、繁雑化を招き、作業性を低下させる
と云う不具合も有していた。 〔発明の目的〕 本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、ガス流路を両面
に形成してなる双極性隔離板を介して、両面にガ
ス拡散極を設けた溶融炭酸塩電解質層からなる複
数の単位電池を積層してなる構造の溶融炭酸塩型
燃料電池において、上記双極性隔離板の腐食を防
止し、長期間に亘つて供給ガスの漏洩を防ぐと共
に、その物理的および機械的特性を十分に高めた
実用性の高い溶融炭酸塩型燃料電池を提供するこ
とにある。 〔発明の概要〕 本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池における双極
性隔離板の電解質層に直接接触する側壁部材端面
に、ニツケル、クロム、アルミニウム、コバル
ト、イツトリウム、モリブデンの中から選択され
た複数の物質を組成とする合金を下地層として設
け、この下地層上に金属酸化物からなる防食層を
設けて、上記側壁部材端面の電解質による腐食を
防止するようにしたものである。 そして、特に上記防食層を為す金属酸化物とし
て、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化
セリウム、アルミン酸リチウム、ジルコン酸リチ
ウム、チタン酸ストロンチウム、若しくはチタン
酸リチウムを用いるようにしたものである。 〔発明の効果〕 かくして本発明によれば、電解質層に直接接触
する双極性隔離板の側壁部材端部が、上述した合
金を素材とする下地層を形成し、この下地層上に
形成された金属酸化物からなる防食層を有するの
で、燃料電池がその動作温度である650℃以上に
なつても電解質による側壁部材端面の腐食が生じ
ることがない。従つて、供給ガスの漏洩が生じる
ことがない。しかもアルミニウムのガスケツトを
用いたもののように、溶融したアルミニウムによ
つてガス拡散極間が短絡される等の事故の虞れも
なく、その機械的強度も高い。故に信頼性の高い
長寿命な燃料電池を安価に実現することができる
等の効果が奏せられる。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。 第３図は実施例に係る燃料電池の積層構造を示
すもので、第１図および第２図に示す従来構造の
ものと同一部分には同一符号を付して示してあ
る。この燃料電池が特徴とするところは、両面に
ガス流路を為す溝を形成した双極性隔離板４の側
壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの端面であつて、
単位電池３との積層時に電解質層１に直接接触す
る部位に下地層１１を形成し、更にこの下地層１
１上に金属酸化物からなる防食層１２を形成した
点にある。上記双極性隔離板４、即ち隔離板本体
５と、この隔離板本体５にろう付け等によつて固
定一体化される側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ
は例えばSUS316Lステンレス板によつて形成さ
れる。そして、上記側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂの端面に設けられる下地層１１は、ニツケ
ル、クロム、アルミニウム、コバルト、イツトリ
ウム、モリブデンの中から選択された複数の物質
を組成とする合金、例えば Co−29Cr−6Al−1Y合金（重量比） からなり、プラズマ溶射によつて形成される。ま
たこの下地層１１上に形成される金属酸化物から
なる防食層１２は、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウム、酸化セリウム、アルミン酸リチウム、
ジルコン酸リチウム、チタン酸ストロンチウム若
しくはチタン酸リチウムからなる。 以下、これらの金属酸化物からなる防食層１２
を形成した本発明に係る燃料電池について述べ
る。 実施例 １ 厚さ0.5（mm）のSUS316Lステンレス鋼を100
（mm）×100（mm）の大きさに切出し、これを隔離板
本体５とする。この隔離板本体５に、厚さ2.5
（mm）、幅15（mm）、長さ100（mm）のSUS316Lステ
ンレス鋼を側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとし
て、真空ろう付けにより接合する。このような構
造の双極性隔離板４の上記側壁部材６ａ，６ｂ，
７ａ，７ｂの各端面に、前述した下地層１１を
150（μm）の厚みにプラズマ溶射して形成する。
しかるのち、上記下地層１１上に純度99.9（％）
の酸化アルミニウムを平均300（μm）の厚さに形
成し、これを防食層１２とした。このようにして
得られた双極性隔離板４を用いて単位電池を３層
積層し、通常の手段によつて反応ガスマニホール
ド、エンドプレート、締付けバー等を設けて燃料
電池を組立て、マツフル炉中に収納して650℃の
温度で動作させた。 実施例 ２ 実施例１における酸化アルミニウムに代えて、
酸化ジルコニウムを平均320（μm）の厚みにプラ
ズマ溶射により形成し、これを防食層１２とし
た。 実施例 ３ 実施例１における酸化アルミニウムに代えて酸
化セリウムを平均320（μm）の厚みにプラズマ溶
射により形成し、これを防食層１２とした。 実施例 ４ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてア
ルミン酸リチウムを、平均厚み280（μm）にプラ
ズマ溶射により形成して、これを防食層１２とし
た。 実施例 ５ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてジ
ルコン酸リチウムをプラズマ溶射により平均厚み
300（μm）形成し、これを防食層１２とした。 実施例 ６ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてチ
タン酸ストロンチウムをプラズマ溶射によつて平
均厚み290（μm）形成し、これを防食層１２とし
た。 実施例 ７ 実施例１における酸化アルミニウムに代えてチ
タン酸リチウムを、プラズマ溶射により平均厚み
300（μm）形成し、これを防食層１２とした。尚、
これらの実施例と共に、次のような比較サンプル
も形成した。 比較例 １ 実施例１における側壁部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂの端面に、下地層１１を設けることなしに直
接酸化アルミニウムを300（μm）の平均厚みにプ
ラズマ溶射によつて形成し、これを防食層１２と
した。 比較例 ２ 実施例１における側面部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂに下地層１１、および防食層１２を形成する
ことなく燃料電池を組立てた。 従来例 実施例１における側面部材６ａ，６ｂ，７ａ，
７ｂの端面に下地層１１および防食層１２を形成
せず、代りに幅15（mm）、厚さ0.5（mm）のアルミニ
ウム製ガスケツトを設けて燃料電池を組立てた。 第４図は上記の如く構成された各サンプル（実
施例１〜７、比較例１、２、および従来例）を評
価する為の測定回路で、15はサンプル（燃料電
池）、１６ａ，１６ｂ，１６ｂ，１６ｃはガスマ
ニホールド、１７はこれを収納した電気マツフル
炉である。そして、ガスマニホールド１６ａから
水素ガスを500（Ｎ・ml／min）の割合で流し、ガ
スマニホールド１６ｃから窒素ガスを500（Ｎ・
ml／min）の割合で流し、ガスマニホールド１６
ｄのガス排出口で、排出窒素ガス中の水蒸気濃度
を熱伝導度式水素ガス分析計１８にて測定し、こ
れを漏洩量として求めた。また上記各サンプルを
1000時間放置後分解して、前記側壁部材６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂ端面の腐食の程度を観察した。 第５図は横軸を放置時間（Hr）として示した
各サンプルの漏洩量（H2）を示すもので、特性
曲線（破線Ａ）は従来例を、特性曲線（一点鎖線
Ｂおよび二点鎖線Ｃ）はそれぞれ比較例１、２を
示している。また特性曲線（実線Ｄ、Ｅ、Ｆ）
は、各実施例について示している。また次表は各
サンプルの腐食の程度を示している。
【表】
これらの結果によつて示されるように、本発明
に係る燃料電池にあつては、殆んどリークが認め
られない。しかも防食層１２としての金属酸化物
の種類に対する依存性が少ない。これに対して、
従来例および比較例２にあつては、徐々に漏洩量
が増大する傾向にある。また比較例１に示される
ように、下地層１１がない場合には、防食層１２
の部分的な剥離欠落が生じる。このことは、単に
金属酸化物からなる防食層１２が有効であること
のみならず、その下地層１１が果す役割りが非常
に大きいことを意味している。また従来例の場合
には、アルミニウム製ガスケツトの凝集によるガ
ス拡散極の短絡もみられ、電池として適当である
ことも確認された。このように本構造に係る燃料
電池が実用上、非常に有用であることが確認され
た。 尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば双極性隔離板として、クロムメツキ
を施したステンレス310鋼や同じくクロムメツキ
を施したステンレス446鋼等を用いることができ
る。その他本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
に係る燃料電池にあつては、殆んどリークが認め
られない。しかも防食層１２としての金属酸化物
の種類に対する依存性が少ない。これに対して、
従来例および比較例２にあつては、徐々に漏洩量
が増大する傾向にある。また比較例１に示される
ように、下地層１１がない場合には、防食層１２
の部分的な剥離欠落が生じる。このことは、単に
金属酸化物からなる防食層１２が有効であること
のみならず、その下地層１１が果す役割りが非常
に大きいことを意味している。また従来例の場合
には、アルミニウム製ガスケツトの凝集によるガ
ス拡散極の短絡もみられ、電池として適当である
ことも確認された。このように本構造に係る燃料
電池が実用上、非常に有用であることが確認され
た。 尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば双極性隔離板として、クロムメツキ
を施したステンレス310鋼や同じくクロムメツキ
を施したステンレス446鋼等を用いることができ
る。その他本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
第１図は溶融炭酸塩型燃料電池の要部概略構成
を示す図、第２図は従来の燃料電池における端部
構造を示す図、第３は本発明に係る燃料電池にお
ける端部構造を示す図、第４図は燃料電池の実験
回路を示す図、第５図は漏洩量の実験結果を示す
図である。 １……溶融炭酸塩電解質層、２ａ，２ｂ……ガ
ス拡散極、４……双極性隔離板、６ａ，６ｂ，７
ａ，７ｂ……側壁部材、１１……下地層、１２…
…防食層。
を示す図、第２図は従来の燃料電池における端部
構造を示す図、第３は本発明に係る燃料電池にお
ける端部構造を示す図、第４図は燃料電池の実験
回路を示す図、第５図は漏洩量の実験結果を示す
図である。 １……溶融炭酸塩電解質層、２ａ，２ｂ……ガ
ス拡散極、４……双極性隔離板、６ａ，６ｂ，７
ａ，７ｂ……側壁部材、１１……下地層、１２…
…防食層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平板状に形成された溶融炭酸塩電解質層の両
面に燃料極と酸化剤極とをそれぞれ設けてなる複
数の単位電池を、両面に燃料ガス流路と酸化剤ガ
ス流路とをそれぞれ形成した金属製の双極性隔離
板を介して積層してなる溶融炭酸塩型燃料電池に
おいて、前記双極性隔離板の前記各ガス流路を為
す溝の側壁の前記溶融炭酸塩電解質層に直接接触
する端面にニツケル、クロム、アルミニウム、コ
バルト、イツトリウム、およびモリブデンの中か
ら選択された複数の物質を組成とする合金からな
る下地層を設け、この下地層上に金属酸化物から
なる防食層を設けたことを特徴とする溶融炭酸塩
型燃料電池。 ２ 金属酸化物からなる防食層は、酸化アルミニ
ウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、アルミ
ン酸リチウム、ジルコン酸リチウム、チタン酸ス
トロンチウム若しくはチタン酸リチウムからなる
ものである特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸
塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074889A JPS59201371A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074889A JPS59201371A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201371A JPS59201371A (ja) | 1984-11-14 |
| JPH0158832B2 true JPH0158832B2 (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=13560384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58074889A Granted JPS59201371A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201371A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159219U (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-21 | ||
| JPS61161665A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-22 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレ−タ |
| JP2513643B2 (ja) * | 1986-09-30 | 1996-07-03 | 株式会社東芝 | 溶融炭酸塩型燃料電池積層体 |
| JP2760982B2 (ja) * | 1986-11-29 | 1998-06-04 | 株式会社東芝 | 溶融炭酸塩燃料電池の構造部材の表面処理方法 |
| JPH07118328B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1995-12-18 | 工業技術院長 | 溶融炭酸塩型燃料電池構成材料の製造方法 |
| JPS643966A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Hitachi Ltd | Fuel cell with dry seal structure |
| JP2752101B2 (ja) * | 1988-10-06 | 1998-05-18 | 三洋電機株式会社 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| DE4410711C1 (de) * | 1994-03-28 | 1995-09-07 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Metallische bipolare Platte für HT-Brennstoffzellen und Verfahren zur Herstellung desselben |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58074889A patent/JPS59201371A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59201371A (ja) | 1984-11-14 |
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