JPH02247977A - 溶融炭酸塩型燃料電池の製造法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の製造法Info
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- JPH02247977A JPH02247977A JP1069699A JP6969989A JPH02247977A JP H02247977 A JPH02247977 A JP H02247977A JP 1069699 A JP1069699 A JP 1069699A JP 6969989 A JP6969989 A JP 6969989A JP H02247977 A JPH02247977 A JP H02247977A
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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を構成するハウジング、
バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等の耐食処理法
に関する。
バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等の耐食処理法
に関する。
従来の技術
炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアル
カリ金属炭酸塩を電解質とする溶融炭酸塩型燃料電池は
、作動温度が６５０℃程度と高温であるうえ、溶融した
炭酸塩及びその蒸気が激しい腐食性を有するために、耐
食処理方法が問題となっている。
カリ金属炭酸塩を電解質とする溶融炭酸塩型燃料電池は
、作動温度が６５０℃程度と高温であるうえ、溶融した
炭酸塩及びその蒸気が激しい腐食性を有するために、耐
食処理方法が問題となっている。
従来の溶融炭酸塩型燃料電池を構成するハウジング、バ
イポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等には耐食性と経
済性、さらに物理的強度等を考慮してステンレス系材料
が多用されてきた。なかでもバイポーラ板のウェットシ
ール部分は直接溶融炭酸塩と接するため、特に腐食が激
しい。そこで通常ウェットシール部の表面には、耐食材
料としてアルミニウムを用い、これを表面に被覆して用
いるケースが多かった。
イポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等には耐食性と経
済性、さらに物理的強度等を考慮してステンレス系材料
が多用されてきた。なかでもバイポーラ板のウェットシ
ール部分は直接溶融炭酸塩と接するため、特に腐食が激
しい。そこで通常ウェットシール部の表面には、耐食材
料としてアルミニウムを用い、これを表面に被覆して用
いるケースが多かった。
アルミニウムは溶融炭酸塩と接すると、表面は反応して
アルミン酸リチウムとなるが、アルミン酸リチウムは溶
融炭酸塩に安定であるため優れた耐食材料となりうる。
アルミン酸リチウムとなるが、アルミン酸リチウムは溶
融炭酸塩に安定であるため優れた耐食材料となりうる。
しかしアルミニウム自体は融点が６００℃程度であり、
通常６５０℃程度で運転される溶融炭酸塩型燃料電池の
ハウジング材料としては不向きである。そこでステンレ
ス等の表面にアルミニウムを被覆する方法が一般的であ
った。
通常６５０℃程度で運転される溶融炭酸塩型燃料電池の
ハウジング材料としては不向きである。そこでステンレ
ス等の表面にアルミニウムを被覆する方法が一般的であ
った。
アルミニウムの被覆方法としては、メツキ、溶融アルミ
ニウムに浸漬する方法、ＰＶＤ、ＣＶＤ１塗布等の方法
が多用されてきた。
ニウムに浸漬する方法、ＰＶＤ、ＣＶＤ１塗布等の方法
が多用されてきた。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、メツキ、溶融アルミニウムに浸漬する方
法、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の被覆方法は、ウェットシール部
分以外のマスクが困難であり、コスト高であり、量産に
適さない等の課題があった。
法、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の被覆方法は、ウェットシール部
分以外のマスクが困難であり、コスト高であり、量産に
適さない等の課題があった。
一方、塗布による方法は、量産性は高いが、被覆層の密
着性等に課題があった。
着性等に課題があった。
課題を解決するための手段
本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池を構成するハウジング
、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等の、溶融炭
酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と接する部分の少
なくとも表面の一部に、少なくともアルミニウムを含む
金属または合金の溶射処理をほどこして容射被膜を形成
することによって、または溶融炭酸塩型燃料電池を構成
するハウジング、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配
管等の、溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と
接する金属系材料の少なくとも表面の一部に、少なくと
もアルミニウムを含む金属または合金の溶射処理をほど
こして容射被膜を形成した後、拡散処理をほどこすこと
によって、低コストで、量産性に富み、被覆層の密着性
もよく、またウェットシール部以外のマスクも簡単な溶
融炭酸塩型燃料電池の製造法を実現するものである。
、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等の、溶融炭
酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と接する部分の少
なくとも表面の一部に、少なくともアルミニウムを含む
金属または合金の溶射処理をほどこして容射被膜を形成
することによって、または溶融炭酸塩型燃料電池を構成
するハウジング、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配
管等の、溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と
接する金属系材料の少なくとも表面の一部に、少なくと
もアルミニウムを含む金属または合金の溶射処理をほど
こして容射被膜を形成した後、拡散処理をほどこすこと
によって、低コストで、量産性に富み、被覆層の密着性
もよく、またウェットシール部以外のマスクも簡単な溶
融炭酸塩型燃料電池の製造法を実現するものである。
アルミニウムを容射被覆する基板材料が金属である場合
には、不活性雰囲気または還元雰囲気中７００℃以上の
温度で拡散処理をほどこすことによって耐食性がより向
上する。又容射処理と拡散処理との中間過程にアルミニ
ウムを含むペーストを塗布する工程を置くと好適である
。
には、不活性雰囲気または還元雰囲気中７００℃以上の
温度で拡散処理をほどこすことによって耐食性がより向
上する。又容射処理と拡散処理との中間過程にアルミニ
ウムを含むペーストを塗布する工程を置くと好適である
。
作 用
アルミニウムを表面に被覆する方法に、溶射法を用いる
ことによって、メツキ、溶融アルミニウムに浸漬する方
法、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の方法を用いた場合と同程度の耐
食能力を有し、かつ低コストで、量産性に富み、被覆層
の密着性もよく、またウェットシール部以外のマスクも
簡単な製造方法を実現することができる。
ことによって、メツキ、溶融アルミニウムに浸漬する方
法、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の方法を用いた場合と同程度の耐
食能力を有し、かつ低コストで、量産性に富み、被覆層
の密着性もよく、またウェットシール部以外のマスクも
簡単な製造方法を実現することができる。
実施例
以下、本発明を実施例に従って説明する。
（実施例１）
表は、それぞれの方法によってアルミニウムを表面に被
覆したステンレス板の耐食試験を行なった結果を示した
ものである。試験片Ｎ０１１はステンレス板に溶射によ
ってアルミニウムを被覆したもの、Ｎｏ−２は溶射した
後、９００℃の還元雰囲気中で拡散処理を行なったもの
、Ｎｏ、３は溶射した後、゛アルミニウムペーストを塗
布し、さらに９００℃の還元雰囲気中で拡散処理を行な
ったものである。Ｎ００４〜８は比較のための試験片で
あり、Ｎｏ−４は溶融アルミニウムに浸漬したもの、Ｎ
ｏ、５はＰＶＤｌ Ｎｏ、８はＣＶＤによってステンレ
ス表面にアルミニウムを被覆したもの、ＮＯ，７はアル
ミニウムペーストを塗布した後、９００℃の還元雰囲気
中で拡散処理を行なったもの、Ｎ００８は無処理のステ
ンレスである。
覆したステンレス板の耐食試験を行なった結果を示した
ものである。試験片Ｎ０１１はステンレス板に溶射によ
ってアルミニウムを被覆したもの、Ｎｏ−２は溶射した
後、９００℃の還元雰囲気中で拡散処理を行なったもの
、Ｎｏ、３は溶射した後、゛アルミニウムペーストを塗
布し、さらに９００℃の還元雰囲気中で拡散処理を行な
ったものである。Ｎ００４〜８は比較のための試験片で
あり、Ｎｏ−４は溶融アルミニウムに浸漬したもの、Ｎ
ｏ、５はＰＶＤｌ Ｎｏ、８はＣＶＤによってステンレ
ス表面にアルミニウムを被覆したもの、ＮＯ，７はアル
ミニウムペーストを塗布した後、９００℃の還元雰囲気
中で拡散処理を行なったもの、Ｎ００８は無処理のステ
ンレスである。
試験は１、Ｕ字形の石英管に、Ａｕボートに乗せた試験
片と炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２： ３
８ｍｏ１％）を配し、疑似正極側雰囲気ガス（空気：炭
酸ガス＝７ｏ： ３０ｖｏ１％）を毎分５０ｃｃの割合
で流しながら６５０℃に１００時間保った後、試験片を
取り出し、表面を観察することによって行なった。
片と炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２： ３
８ｍｏ１％）を配し、疑似正極側雰囲気ガス（空気：炭
酸ガス＝７ｏ： ３０ｖｏ１％）を毎分５０ｃｃの割合
で流しながら６５０℃に１００時間保った後、試験片を
取り出し、表面を観察することによって行なった。
表
表から明らかなように、ステンレス表面を容射によって
アルミニウムで被覆した試験片は、ＰＶＤやＣＶＤのよ
うな生産性の悪い手法によってアルミニウムを被覆した
試験片と同等の耐食性を示した。
アルミニウムで被覆した試験片は、ＰＶＤやＣＶＤのよ
うな生産性の悪い手法によってアルミニウムを被覆した
試験片と同等の耐食性を示した。
（実施例２）
実際に単電池の寿命試験によって、耐食性能を比較した
。
。
本発明による実施例では、ハウジングのウェットシール
部にアルミニウムを容射したものを用いた。比較のため
の実施例では、ハウジングのウェットシール部にアルミ
ニウムをＣＶＤによって被覆したものを用いた。この際
、その他の電池構成部材は同一のものを用Ｃまた。燃料
極には多孔質ニッケルを、空気極にはリチウム化した多
孔質酸化ニッケルを用い、電解質板にはアルミン酸リチ
ウムの焼結成形体に炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウ
ム＝ｅ２： ３８ｍｏ１％）を８０ｗｔ％含浸（たちの
を用いた。また燃料ガスには水素：炭酸ガス：水蒸気の
割合が７２： １８： １０のものを、酸化剤ガス
として空気：炭酸ガスの割合が７０＝３０のものを適用
し、６５０℃の温度で寿命状物を行なった。
−」。
部にアルミニウムを容射したものを用いた。比較のため
の実施例では、ハウジングのウェットシール部にアルミ
ニウムをＣＶＤによって被覆したものを用いた。この際
、その他の電池構成部材は同一のものを用Ｃまた。燃料
極には多孔質ニッケルを、空気極にはリチウム化した多
孔質酸化ニッケルを用い、電解質板にはアルミン酸リチ
ウムの焼結成形体に炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウ
ム＝ｅ２： ３８ｍｏ１％）を８０ｗｔ％含浸（たちの
を用いた。また燃料ガスには水素：炭酸ガス：水蒸気の
割合が７２： １８： １０のものを、酸化剤ガス
として空気：炭酸ガスの割合が７０＝３０のものを適用
し、６５０℃の温度で寿命状物を行なった。
−」。
結果は、本発明によるアルミニウム溶射による）ハウジ
ングを用いたものが１万時間後にウェットシール部の腐
食によりガスの漏れが発生し寿命試験の継続が不可能に
なったのに対し、比較のために行なったＣＶＤによる耐
食処理を行なったものは、８５００時間で同様の現象が
発生した。本発明のアルミニウムの溶射による生産性に
富んだ簡便法は、従来のＣＶＤ等による生産性の悪い手
法と比較して、同等以上の耐食性能が得られ、実際的な
手法として有望であることが判明した。
ングを用いたものが１万時間後にウェットシール部の腐
食によりガスの漏れが発生し寿命試験の継続が不可能に
なったのに対し、比較のために行なったＣＶＤによる耐
食処理を行なったものは、８５００時間で同様の現象が
発生した。本発明のアルミニウムの溶射による生産性に
富んだ簡便法は、従来のＣＶＤ等による生産性の悪い手
法と比較して、同等以上の耐食性能が得られ、実際的な
手法として有望であることが判明した。
（実施例３）
実際に単電池の寿命試験によって、耐食性能を比較した
。
。
本実施例ではアルミニウムの耐食処理はハウジングのウ
ェットシール部のみに行なった。本発明による実施例は
アルミニウムを溶射した後、アルミニウムペーストを塗
希し、８５０℃の還元雰囲気で拡散処理を行なった。比
較のための実施例はアルミニウムをＰＶＤによって被覆
した後、９５０℃の還元雰囲気で拡散処理を行なったハ
ウジングを用いた。この際、その他の電池構成部材は同
一のものを用いた。燃料極には多孔質ニッケルを、空気
極にはリチウム化した多孔質酸化ニッケルを用い、電解
質板にはアルミン酸リチウムの焼結成形体に炭酸塩（炭
酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：３８ｍｏ１％）を６
０ｗｔ％含浸したものを用いた。また燃料ガスには水素
：炭酸ガス：水蒸気の割合が７２： １８： １０
のものを、酸化剤ガスとして空気：炭酸ガスの割合が７
０： ３０のものを適用し、８５０℃の温度で試験を行
なった。
ェットシール部のみに行なった。本発明による実施例は
アルミニウムを溶射した後、アルミニウムペーストを塗
希し、８５０℃の還元雰囲気で拡散処理を行なった。比
較のための実施例はアルミニウムをＰＶＤによって被覆
した後、９５０℃の還元雰囲気で拡散処理を行なったハ
ウジングを用いた。この際、その他の電池構成部材は同
一のものを用いた。燃料極には多孔質ニッケルを、空気
極にはリチウム化した多孔質酸化ニッケルを用い、電解
質板にはアルミン酸リチウムの焼結成形体に炭酸塩（炭
酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：３８ｍｏ１％）を６
０ｗｔ％含浸したものを用いた。また燃料ガスには水素
：炭酸ガス：水蒸気の割合が７２： １８： １０
のものを、酸化剤ガスとして空気：炭酸ガスの割合が７
０： ３０のものを適用し、８５０℃の温度で試験を行
なった。
結果は、両者ともに１万時間以上にわたって、正常に動
作し、本発明のアルミニウムの溶射による生産性に富ん
だ簡便法は、従来のＰＶＤ等による生産性の悪い手法と
比較して、同等の耐食性能が得られ、実際的な手法とし
て有望であることが判明した。
作し、本発明のアルミニウムの溶射による生産性に富ん
だ簡便法は、従来のＰＶＤ等による生産性の悪い手法と
比較して、同等の耐食性能が得られ、実際的な手法とし
て有望であることが判明した。
また本実施例では最も腐食の激しいウェットシール部の
みに溶射によるアルミニウムの耐食処理をほどこしたが
、これは他の部分、例えば溶融炭酸塩型燃料電池を構成
するハウジング、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配
管等の溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と接
するどの部分に適用してももちろん上い。
みに溶射によるアルミニウムの耐食処理をほどこしたが
、これは他の部分、例えば溶融炭酸塩型燃料電池を構成
するハウジング、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配
管等の溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と接
するどの部分に適用してももちろん上い。
発明の効果
以上のように本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池を構成す
るハウジング、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配管
等の溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と接す
る部分の少なくとも表面の一部に、少なくともアルミニ
ウムを含む金属または合金の溶射処理をほどこして容射
被膜を形成することによって、あるいは溶融炭酸塩型燃
料電池を構成するハウジング、バイポーラ板、ガス分配
器、ガス分配管等の溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミス
トや蒸気と接する金属系材料の少なくとも表面の一部に
、少なくともアルミニウムを含む金属または合金の溶射
処理をほどこして容射被膜を形成した後、拡散処理をほ
どこすことにより、生産性に富んだ簡便な方法によって
、従来の溶融炭酸塩型燃料電池と比較して、同等あるい
はそれ以上の耐食性能を有する溶融炭酸塩型燃料電池を
製造することを特徴とするができる。
るハウジング、バイポーラ板、ガス分配器、ガス分配管
等の溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミストや蒸気と接す
る部分の少なくとも表面の一部に、少なくともアルミニ
ウムを含む金属または合金の溶射処理をほどこして容射
被膜を形成することによって、あるいは溶融炭酸塩型燃
料電池を構成するハウジング、バイポーラ板、ガス分配
器、ガス分配管等の溶融炭酸塩または溶融炭酸塩のミス
トや蒸気と接する金属系材料の少なくとも表面の一部に
、少なくともアルミニウムを含む金属または合金の溶射
処理をほどこして容射被膜を形成した後、拡散処理をほ
どこすことにより、生産性に富んだ簡便な方法によって
、従来の溶融炭酸塩型燃料電池と比較して、同等あるい
はそれ以上の耐食性能を有する溶融炭酸塩型燃料電池を
製造することを特徴とするができる。
Claims (4)
- （１）溶融炭酸塩型燃料電池を構成するハウジング、バ
イポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等の溶融炭酸塩ま
たは炭酸塩のミストや蒸気と接する部分の少なくとも表
面の一部に、少なくともアルミニウムを含む金属または
その合金の溶射処理をほどこして溶射被膜を形成するこ
とを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池の製造法。 - （２）溶融炭酸塩型燃料電池を構成するハウジング、バ
イポーラ板、ガス分配器、ガス分配管等の溶融炭酸塩ま
たは炭酸塩のミストや蒸気と接する金属系材料の少なく
とも表面の一部に、少なくともアルミニウムを含む金属
またはその合金の溶射処理をほどこして溶射被膜を形成
した後、拡散処理をほどこすことを特徴とする溶融炭酸
塩型燃料電池の製造法。 - （３）不活性雰囲気または還元雰囲気中７００℃以上の
温度で拡散処理をほどこすことを特徴とする請求項２記
載の溶融炭酸塩型燃料電池の製造法。 - （４）少なくともアルミニウムを含む金属またはその合
金の溶射処理をほどこし、さらに少なくともアルミニウ
ムを含むペーストを塗布した後、拡散処理をほどこすこ
とを特徴とする請求項２または３記載の溶融炭酸塩型燃
料電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069699A JPH02247977A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069699A JPH02247977A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247977A true JPH02247977A (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=13410367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1069699A Pending JPH02247977A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02247977A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394778B1 (ko) * | 1996-06-19 | 2003-11-20 | 한국전력공사 | 용융탄산염형연료전지분리판의내식처리방법 |
| CN102255074A (zh) * | 2011-04-18 | 2011-11-23 | 耿世达 | 一种新型锂离子电池正负极颗粒合金金属包覆方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5224945A (en) * | 1975-08-22 | 1977-02-24 | Nippon Steel Corp | Process for producing highhquality surface steel by high frequency induction heating |
| JPS62262376A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 溶融炭酸塩形燃料電池 |
| JPS63170859A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPS63236266A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 溶融炭酸塩型燃料電池構成材料の製造方法 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1069699A patent/JPH02247977A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5224945A (en) * | 1975-08-22 | 1977-02-24 | Nippon Steel Corp | Process for producing highhquality surface steel by high frequency induction heating |
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| JPS63170859A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPS63236266A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 溶融炭酸塩型燃料電池構成材料の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100394778B1 (ko) * | 1996-06-19 | 2003-11-20 | 한국전력공사 | 용융탄산염형연료전지분리판의내식처리방법 |
| CN102255074A (zh) * | 2011-04-18 | 2011-11-23 | 耿世达 | 一种新型锂离子电池正负极颗粒合金金属包覆方法 |
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