JPH02291666A - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
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- JPH02291666A JPH02291666A JP1112213A JP11221389A JPH02291666A JP H02291666 A JPH02291666 A JP H02291666A JP 1112213 A JP1112213 A JP 1112213A JP 11221389 A JP11221389 A JP 11221389A JP H02291666 A JPH02291666 A JP H02291666A
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- molten carbonate
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- carbonate fuel
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- 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
Landscapes
- 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に関する。
（従来の技術〕
特開昭５５−７４０６５において、ニンケル、コバルト
またはその混合物から成るアノードに、酸化物またはア
ルカリ金属塩の形態で安定化剤を添加することで安定な
性能が得られるとしている。また、特開昭６２−８２６
５０においては、銀で被覆したニッケル粉末を原料とし
て形成したカソードで空孔率６０〜８０％、平均空孔径
２〜２０μｍに特定し、安定な電池特性が得られるとし
ている。
またはその混合物から成るアノードに、酸化物またはア
ルカリ金属塩の形態で安定化剤を添加することで安定な
性能が得られるとしている。また、特開昭６２−８２６
５０においては、銀で被覆したニッケル粉末を原料とし
て形成したカソードで空孔率６０〜８０％、平均空孔径
２〜２０μｍに特定し、安定な電池特性が得られるとし
ている。
従来カソードは約０．７ｒｒｆ／ｇ程度の比表面積を有
しているが、それでは電極反応が活性に進行するのに十
分な表面積を与えるに至っていない。そこで本発明の第
１の目的は、電極表面積を著しく増加させることにある
。
しているが、それでは電極反応が活性に進行するのに十
分な表面積を与えるに至っていない。そこで本発明の第
１の目的は、電極表面積を著しく増加させることにある
。
また、従来カソードは電極細孔中に保持している電解質
量が減少し易く、その減少に伴って電極特性が低下して
いく問題があった。公知例では、高性能を得るための構
造を規制した例（特開昭６２−８２６５０）があるが、
電解質保持状態を制御するという点について明確な配慮
がなされた例はみあたらない。そこで、第２の目的は電
解質保持性を向上させるために細孔構造を改良すること
にある。
量が減少し易く、その減少に伴って電極特性が低下して
いく問題があった。公知例では、高性能を得るための構
造を規制した例（特開昭６２−８２６５０）があるが、
電解質保持状態を制御するという点について明確な配慮
がなされた例はみあたらない。そこで、第２の目的は電
解質保持性を向上させるために細孔構造を改良すること
にある。
マタ、一般に高比表面積化するためには微小な粒子等を
原料母材とすることが試みられてきたが、電極製造上で
還元焼結を行って成形するプロセスが用いられるため、
原料粒子同志がシンタリングをおこし、比表面積を著し
く低下させてしまう問題があった。そこで本発明の第３
の目的は還元焼結時の比表面積の低下を抑制することに
ある。
原料母材とすることが試みられてきたが、電極製造上で
還元焼結を行って成形するプロセスが用いられるため、
原料粒子同志がシンタリングをおこし、比表面積を著し
く低下させてしまう問題があった。そこで本発明の第３
の目的は還元焼結時の比表面積の低下を抑制することに
ある。
以上を箇条書にまとめると本発明の目的は、■電極表面
積を著しく増加させること ■電極中の電解質保持性を向上させること■還元焼結時
の比表面積の低下を抑制することにある。
積を著しく増加させること ■電極中の電解質保持性を向上させること■還元焼結時
の比表面積の低下を抑制することにある。
（課題を解決するための手段〕
前述の■の目的は、母材粒子に表面積を向上させる、耐
溶融炭酸塩性に優れた第２成分を添加（担持）して粒子
の表面粗滑度を著しく増加させることにより解決される
。表面改質剤を担持すれば、従来の母材粒子比表面積約
０ ． ７ ｒｒｒ ／ ｇから約１００倍位まで比表
面積を高《することができる。
溶融炭酸塩性に優れた第２成分を添加（担持）して粒子
の表面粗滑度を著しく増加させることにより解決される
。表面改質剤を担持すれば、従来の母材粒子比表面積約
０ ． ７ ｒｒｒ ／ ｇから約１００倍位まで比表
面積を高《することができる。
■の目的に対しても、上記と同様に母材粒子表面に改質
材を担持し表面粗滑度を大きくすることにより解決され
る。担持効果によって粒子表面に０．０１〜２μｍの微
小な細孔を形成する。細孔径が小さいほど電解質を保持
する力が大きいから、微細な細孔部分に電解質を固定す
ることができ、電解質量の変動が少なくなる。
材を担持し表面粗滑度を大きくすることにより解決され
る。担持効果によって粒子表面に０．０１〜２μｍの微
小な細孔を形成する。細孔径が小さいほど電解質を保持
する力が大きいから、微細な細孔部分に電解質を固定す
ることができ、電解質量の変動が少なくなる。
■の目的も、上記の表面改質剤を母材粒子のシンタリン
グ及び又はクリープが生じ易い部分を強化するよう担持
又は、粒内へ拡散させる処理を行うことにより、粒子変
形、比表面積の低下を抑制させることができる。
グ及び又はクリープが生じ易い部分を強化するよう担持
又は、粒内へ拡散させる処理を行うことにより、粒子変
形、比表面積の低下を抑制させることができる。
したがって、第１番目の観点からみた本発明の溶融炭酸
塩型燃料電池の特徴は、１対の酸化ニッケル及び／又は
酸化コバルトを母材とする多孔質カソード，ニッケルを
母材とする多孔質アノード及びこれら電極内側に挟まれ
た電解質を含んだマトリックス板から構成される溶融炭
酸塩型燃料電池において、そのカソード多孔質電極が１
〜１００ｒｒｒ／ｇの比表面積を有し、かつ１次細孔径
が０．０１〜２μｍの微細孔及び２次細孔径が２〜２０
μｍである細孔分布をもつことにある。
塩型燃料電池の特徴は、１対の酸化ニッケル及び／又は
酸化コバルトを母材とする多孔質カソード，ニッケルを
母材とする多孔質アノード及びこれら電極内側に挟まれ
た電解質を含んだマトリックス板から構成される溶融炭
酸塩型燃料電池において、そのカソード多孔質電極が１
〜１００ｒｒｒ／ｇの比表面積を有し、かつ１次細孔径
が０．０１〜２μｍの微細孔及び２次細孔径が２〜２０
μｍである細孔分布をもつことにある。
なお、カソード多孔質電極の比表面積を１〜１００ｒｄ
／ｇに限定したのは、従来の母材粒子比表面積約０．７
ｍｚ／ｇより大きいｌｒｒｆ／ｇでもすでに多少とも
所期の効果を奏するものであり、１００ｒｒｆ／ｇを越
える値としても、それ以上の性能アップは望めないから
である。
／ｇに限定したのは、従来の母材粒子比表面積約０．７
ｍｚ／ｇより大きいｌｒｒｆ／ｇでもすでに多少とも
所期の効果を奏するものであり、１００ｒｒｆ／ｇを越
える値としても、それ以上の性能アップは望めないから
である。
そして、上記の本発明の好ましい態様としては、電解質
が主として、一次細孔中に保持されるこにより、電解質
が電極中に良好に保持され、また、多孔質カソード中の
空孔割合が５０〜６０％であり、また、多孔質カソード
の空孔部分に含まれる電解質量が空孔体積の２０〜４０
（体積％）であることにより、分極値が最小となり性能
的に好ましい結果となる。
が主として、一次細孔中に保持されるこにより、電解質
が電極中に良好に保持され、また、多孔質カソード中の
空孔割合が５０〜６０％であり、また、多孔質カソード
の空孔部分に含まれる電解質量が空孔体積の２０〜４０
（体積％）であることにより、分極値が最小となり性能
的に好ましい結果となる。
また、第２番目、或いは、第３番目の観点からみた本発
明の溶融炭酸塩型燃料電池の特徴は、１対の酸化ニッケ
ル及び／又は酸化コバルトを母材とする多孔質カソード
，ニッケルを母材とする多孔質アノード及びこれら電極
内側に挟まれた電解質を含んだマトリックス板から構成
される溶融炭酸塩型燃料電池において、前記多孔質電極
が、表面改質剤を母材粒子表面に担持して比表面積を向
上させた原料粒子で成形されていることにあり、或いは
、前記多孔質電極が、表面改質剤を母材粒子表面に担持
して、１次細孔径０．０１〜２μｍの微細孔及び２次細
孔径が２〜２０μｍの細孔分布中、前者の１次細孔径を
増大させた原料粒子を用いて成形されたものであること
にある。
明の溶融炭酸塩型燃料電池の特徴は、１対の酸化ニッケ
ル及び／又は酸化コバルトを母材とする多孔質カソード
，ニッケルを母材とする多孔質アノード及びこれら電極
内側に挟まれた電解質を含んだマトリックス板から構成
される溶融炭酸塩型燃料電池において、前記多孔質電極
が、表面改質剤を母材粒子表面に担持して比表面積を向
上させた原料粒子で成形されていることにあり、或いは
、前記多孔質電極が、表面改質剤を母材粒子表面に担持
して、１次細孔径０．０１〜２μｍの微細孔及び２次細
孔径が２〜２０μｍの細孔分布中、前者の１次細孔径を
増大させた原料粒子を用いて成形されたものであること
にある。
なお、上記のように１次細孔径０．０１〜２μｍの微細
孔及び２次細孔径が２〜２０μｍの細孔分布中、？者の
１次細孔径を増大させた原料粒子を用いる構成としたの
は、■の目的に対応する理由による。
孔及び２次細孔径が２〜２０μｍの細孔分布中、？者の
１次細孔径を増大させた原料粒子を用いる構成としたの
は、■の目的に対応する理由による。
そして、前記原料粒子としては、母材粒子表面に、クロ
ーム、アルミニウム、ジルコニウムから成る群より選択
された酸化物及び／又はアルカリ金属塩の形態またはそ
の混合物の形で表面改質剤を含んだ粒子、より、具体的
には、母材粒子表面に、表面改質剤がＣｒｚＯｉ＋ Ｚ
ｒＯ■， Ａ１２０３及び／又はＬｉＡｌＯ■の形で存
在する粒子を挙げることができる。
ーム、アルミニウム、ジルコニウムから成る群より選択
された酸化物及び／又はアルカリ金属塩の形態またはそ
の混合物の形で表面改質剤を含んだ粒子、より、具体的
には、母材粒子表面に、表面改質剤がＣｒｚＯｉ＋ Ｚ
ｒＯ■， Ａ１２０３及び／又はＬｉＡｌＯ■の形で存
在する粒子を挙げることができる。
前記表面改質剤が母材粒子に対し０． ５〜２０（原子
％）量存在することが好ましい。
％）量存在することが好ましい。
次に、本発明の溶融炭酸塩型燃料電池形成用の原料粒子
の製造法は、母材粒子に対する表面改質剤の担持を、電
極状に成形した多孔質体の空孔中に硝酸塩溶液及び／又
はシュウ酸塩溶液の形で含浸した後に乾燥及び焼成する
ことにより行い、母材粒子の比表面積を著しく向上させ
た原料粒子を製造することを特徴とするものである。
の製造法は、母材粒子に対する表面改質剤の担持を、電
極状に成形した多孔質体の空孔中に硝酸塩溶液及び／又
はシュウ酸塩溶液の形で含浸した後に乾燥及び焼成する
ことにより行い、母材粒子の比表面積を著しく向上させ
た原料粒子を製造することを特徴とするものである。
ただし、本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の製造法は、こ
れに限定されるものでないことは言うまでもない。
れに限定されるものでないことは言うまでもない。
母材粒子に表面改質剤を添加することで、粒子の比表面
積が母材のみの場合の約０．７ｒｒｆ／ｇから、１〜１
００ｔｒｆ／ｇまで著しく増加する。そのため単位電極
面積あたりの電極反応場、すなわち反応活性点の割合も
増加し初期活性の高いカソードが得られる。
積が母材のみの場合の約０．７ｒｒｆ／ｇから、１〜１
００ｔｒｆ／ｇまで著しく増加する。そのため単位電極
面積あたりの電極反応場、すなわち反応活性点の割合も
増加し初期活性の高いカソードが得られる。
また、表面改質剤は０．０１〜２μｍの微細な細孔を形
成する。これらの径の細孔は電解質保持力が高いので、
電極中の電解質量の変動が抑制され電極寿命が向上する
。
成する。これらの径の細孔は電解質保持力が高いので、
電極中の電解質量の変動が抑制され電極寿命が向上する
。
さらに、製造過程で必要な還元焼結時及び／又は高温で
の酸化雰囲気下での焼成において粒子の生長変形を防止
するのに大きな効果があるので、粒子の表面積を低下さ
せることがない。
の酸化雰囲気下での焼成において粒子の生長変形を防止
するのに大きな効果があるので、粒子の表面積を低下さ
せることがない。
以上の作用により、電極特性が向上しかつ電極寿命も向
上する。
上する。
実験例１
？径２μｍ、比表面積約０．７５ｒＷ／ｇのニッケルの
母材粒子に、Ｌｉ−ＡＩを含む化合物を沈着させた後焼
成してＬｉＡｌＯ■を主体とする表面改質剤を添加した
母材粒子を得る。詳細な製造方法は第１図に示すごとく
である。母材粒子１ ｋｇと１ ｍｏｌ／ ｌ ＬｉＮ
Ｏ３０．３ｌ及び、１ ｍｏｌ＃２ ＡＩ（ＮＯ＋）＋
０． ３ ４２の混合水溶液１を混合したスラリー中
にｌｍｏｌ／ ｌ （ＮＨｉ） ２ＣＯ３水溶液２を
０．６１！．滴下してＬｉ及びＡＩの水酸化物として母
材粒子上に沈着させる。次に乾固させ３５０゜Ｃで焼成
することにより表面にＬｉＡ１０■が形成されかつ第１
表に示すごとく比表面積が１２０倍程高い粒子が得られ
る。添加量は母材ニッケルの２０原子％である。
母材粒子に、Ｌｉ−ＡＩを含む化合物を沈着させた後焼
成してＬｉＡｌＯ■を主体とする表面改質剤を添加した
母材粒子を得る。詳細な製造方法は第１図に示すごとく
である。母材粒子１ ｋｇと１ ｍｏｌ／ ｌ ＬｉＮ
Ｏ３０．３ｌ及び、１ ｍｏｌ＃２ ＡＩ（ＮＯ＋）＋
０． ３ ４２の混合水溶液１を混合したスラリー中
にｌｍｏｌ／ ｌ （ＮＨｉ） ２ＣＯ３水溶液２を
０．６１！．滴下してＬｉ及びＡＩの水酸化物として母
材粒子上に沈着させる。次に乾固させ３５０゜Ｃで焼成
することにより表面にＬｉＡ１０■が形成されかつ第１
表に示すごとく比表面積が１２０倍程高い粒子が得られ
る。添加量は母材ニッケルの２０原子％である。
（本頁以下余白）
第１表
この粒子をＨ２雰囲気中７００゜Ｃで２時間還元を行う
ことにより還元前より比表面積は減少するが、同じ第１
表に示すごとく母材原料の約２０倍の比表面積は保つこ
とができる。この粒子はさらに還元時間を長《しても比
表面積はほとんど変化がないことを確認している。これ
は表面改質剤であるＬｉＡ］Ｏｚの効果である。次に、
７００゜Ｃで２時間酸化処理を行っても比表面積は母材
原料の約１８倍を保持していた。
ことにより還元前より比表面積は減少するが、同じ第１
表に示すごとく母材原料の約２０倍の比表面積は保つこ
とができる。この粒子はさらに還元時間を長《しても比
表面積はほとんど変化がないことを確認している。これ
は表面改質剤であるＬｉＡ］Ｏｚの効果である。次に、
７００゜Ｃで２時間酸化処理を行っても比表面積は母材
原料の約１８倍を保持していた。
実験例２
ＬｉＮＯ３． ＡＩ（Ｎ（ｈ）ｚの混合水溶液１は、母
材の０．５〜２０（原子）％量だけ添加するが、この量
を変化させることで生成物の表面積を変化させることが
できる。その関係を第２表に示す。
材の０．５〜２０（原子）％量だけ添加するが、この量
を変化させることで生成物の表面積を変化させることが
できる。その関係を第２表に示す。
第２表
実験例３
溶液１に代って、Ｌａ， Ｃｒ， Ｚｒ，アルカリ金属
塩のいずれか、又はそれらの混合物の塩を用いても、第
３表に示すごとくの比表面積の向上効果が認められる。
塩のいずれか、又はそれらの混合物の塩を用いても、第
３表に示すごとくの比表面積の向上効果が認められる。
第３表
〔添加量はすべて２（原子）％］
〔実施例〕
実施例１
実験例１に基づいて調製した母材粒子を用い電極化した
カソードの細孔特性は、水恨圧入法で測定すると第２図
の３のごとくであった。図には従来カソードについても
示してある（第２図の４）。
カソードの細孔特性は、水恨圧入法で測定すると第２図
の３のごとくであった。図には従来カソードについても
示してある（第２図の４）。
０．０１〜２μｍに微小な１次細孔、さらに約２〜１０
μｍに大径の細孔の存在が確認できる。この電極に細孔
容積の４０％量の電解質を含浸して２０００時間電池運
転を行った後の細孔特性、及びその電極に含まれる電解
質を氷酢酸で洗浄した後の細孔特性を第３図の５及び６
に示す。５及び６の細孔容積の分布の差から電解質はほ
ぼ０．３μｍ以下の細孔に保持されていたことが確認で
き、改質剤により形成した１次細孔により電解質保持力
が大きくなっていると考えられる。
μｍに大径の細孔の存在が確認できる。この電極に細孔
容積の４０％量の電解質を含浸して２０００時間電池運
転を行った後の細孔特性、及びその電極に含まれる電解
質を氷酢酸で洗浄した後の細孔特性を第３図の５及び６
に示す。５及び６の細孔容積の分布の差から電解質はほ
ぼ０．３μｍ以下の細孔に保持されていたことが確認で
き、改質剤により形成した１次細孔により電解質保持力
が大きくなっていると考えられる。
比較のために従来カソード（第２図の４）についても同
条件下で電池運転を行った後に測定した細孔特性を第４
図に示す。試験後末処理の電極８、及び洗浄後の電極で
は分布にほとんど差がなく電解質がほとんど保持されて
いなかった。以上の結果から、改質剤による電解質保持
力の向上効果には著しいものがあることがわかる。
条件下で電池運転を行った後に測定した細孔特性を第４
図に示す。試験後末処理の電極８、及び洗浄後の電極で
は分布にほとんど差がなく電解質がほとんど保持されて
いなかった。以上の結果から、改質剤による電解質保持
力の向上効果には著しいものがあることがわかる。
実施例２
第５図に従来カソード２種４′，４″及び実験例１で作
製した改質カソード３′の単極特性測定結果を示す。横
軸に電極表面積、樅軸に単位分極値下でとり出すことの
できる電流値（反応速度に比例する）で示してある。改
質カソード３′は従来カソード４’，４’よりも比表面
積が大きく、そのため単位分極下でとり出すことのでき
る電流値も大きく高活性であることがわかる。
製した改質カソード３′の単極特性測定結果を示す。横
軸に電極表面積、樅軸に単位分極値下でとり出すことの
できる電流値（反応速度に比例する）で示してある。改
質カソード３′は従来カソード４’，４’よりも比表面
積が大きく、そのため単位分極下でとり出すことのでき
る電流値も大きく高活性であることがわかる。
実施例３
第６図に１次細孔径の異なるカソードでの電解質移動速
度を重量変化法で測定した結果を示す。
度を重量変化法で測定した結果を示す。
横軸に細孔直径のη乗、縦軸に移動速度で示す。
１次細孔直径が小さい程移動速度が小さくなる。
したがって細孔直径が小さいほど電解質を保持する力が
大きいことがわかる。実験例１の方法で作った母材で作
製したカソード３′を用いれば１次細孔径が約０．３μ
ｍ以下であるから電解質保持力は、従来力ソート４′（
平均細孔径約１０μｍ）より電解質移動速度が遅い。つ
まり改良カソード３′は従来カソードよりも電解質保持
力が高い。
大きいことがわかる。実験例１の方法で作った母材で作
製したカソード３′を用いれば１次細孔径が約０．３μ
ｍ以下であるから電解質保持力は、従来力ソート４′（
平均細孔径約１０μｍ）より電解質移動速度が遅い。つ
まり改良カソード３′は従来カソードよりも電解質保持
力が高い。
実施例４
実験例１で作製したカソードの単極特性を従来カソード
と比較して第７図の１０及びｌ１に示す。測定条件は、
６５０゜Ｃ、７０％空気＋３０％炭酸ガス、酸素利用率
４０％での値である。図からわかるように、本発明のカ
ソードは分極が従来カソードよりも低減している。つま
り電極活性が向上している。
と比較して第７図の１０及びｌ１に示す。測定条件は、
６５０゜Ｃ、７０％空気＋３０％炭酸ガス、酸素利用率
４０％での値である。図からわかるように、本発明のカ
ソードは分極が従来カソードよりも低減している。つま
り電極活性が向上している。
実施例５
実験例１において、添加する改質剤量を変化させると空
孔率も変化させることができる。第４表に添加量と空孔
率の関係を示す。
孔率も変化させることができる。第４表に添加量と空孔
率の関係を示す。
（本頁以下余白）
第４表
実施例６
第８図に示すように、実施例１で作製したカソード１１
及び従来カソード１０において電極細孔中の電解質占有
率（電極空孔中を電解質が占める体積の割合）を０〜８
０％まで変化させるとどちらのカソードも占有率２０〜
４０％で分極値が最小を示すことがわかる。また、この
場合も、どの占有率においても、実験例１のカソード１
１は分極が小さい。
及び従来カソード１０において電極細孔中の電解質占有
率（電極空孔中を電解質が占める体積の割合）を０〜８
０％まで変化させるとどちらのカソードも占有率２０〜
４０％で分極値が最小を示すことがわかる。また、この
場合も、どの占有率においても、実験例１のカソード１
１は分極が小さい。
本発明によれば、７００゜Ｃ前後の温度領域での酸化雰
囲気下及び製造プロセス上不可欠な還元雰囲気下におい
ても原料ニッケル粒子の焼結を抑えることができるので
、粒子の表面積を高く保持することができる。したがっ
て電極化した場合に初期電極活性の高いカソードとなる
効果がある。また、表面改質剤により母材粒子上に微細
な細孔を形成するので、電解質保持力の高いカソードが
得られ、電極寿命が向上する効果がある。
囲気下及び製造プロセス上不可欠な還元雰囲気下におい
ても原料ニッケル粒子の焼結を抑えることができるので
、粒子の表面積を高く保持することができる。したがっ
て電極化した場合に初期電極活性の高いカソードとなる
効果がある。また、表面改質剤により母材粒子上に微細
な細孔を形成するので、電解質保持力の高いカソードが
得られ、電極寿命が向上する効果がある。
第１図 高比表面積のカソードの製造フローを示してあ
る。 第１表 母材粒子（Ｎｉ粉）、その粒子に安定化材を沈
着し焼成した後及び還元焼成後の比表面積の推移を示し
てある。 第２表 安定化剤（ＬｉＮＯ３，八１（ＮＯ３）３）混
合溶液添加量と還元後の比表面積の関係を示してある。 ？３表 種々の成分の安定化剤を用いた場合の比表面積
を示してある。 第２図 従来カソード及び実施例１によるＮｉＯＬｉＡ
１０■添加カソードの細孔特性の比較。 第３図 ＮｉＯ−ＬｉＡ１０■カソードを用いて２００
０時間の電池運転をした後における、電解質保持量を示
した図である。 第４図（第３図との比較）従来カソードを用いて２００
０時間の電池運転をした後における、電解質保持量を示
した図である。 第５図 電極表面積と反応速度との関係。 第６図 細孔直径と電解質移動速度の関係。 第７図 従来カソードと実施例１により高比表面積化し
たカソードの電極特性を比較した図である。 第８図 従来カソードと実施例１における電解質占有率
と分極値との関係を比較した図である。 〔符号の説明〕 １ ： １ ｍｏｌ／ｆ ＬｉＮＯ＋水溶液０．３
１とｌｍｏｌ／４２ＡＩ（ＮＯｚ）３水溶液０．３ｆの
混合水溶液２ ： １ ｍｏｌ／ ｌ （ＮＨ３
） ｚｃＯ＋水溶液０．６ｆ３ ： ＮｉＯ−Ｌｉ
Ａ１０ｚカソードの細孔分布曲線３′：
の分極特性４ ； 従来ＮｉＯカソードの細孔
分布曲線４’＋４’： ／／ の分極特
性５ ： ＮｉＯ−ＬｉＡｔＯｚカソードの電池運
転後の細孔分布曲線（電解質含む） ６ ： ５と同様のカソードで電解質を取り除いた後の
細孔分布曲線 ７ ： カソード５に保持されていた電解’Ｅｆｆｆｉ
８ ： 従来カソードの電池運転後の細孔分布曲線（電
解質を含む） ９ ： ８で電解質を取り除いたものの細孔分布曲線 １０： 従来カソードの単極特性
る。 第１表 母材粒子（Ｎｉ粉）、その粒子に安定化材を沈
着し焼成した後及び還元焼成後の比表面積の推移を示し
てある。 第２表 安定化剤（ＬｉＮＯ３，八１（ＮＯ３）３）混
合溶液添加量と還元後の比表面積の関係を示してある。 ？３表 種々の成分の安定化剤を用いた場合の比表面積
を示してある。 第２図 従来カソード及び実施例１によるＮｉＯＬｉＡ
１０■添加カソードの細孔特性の比較。 第３図 ＮｉＯ−ＬｉＡ１０■カソードを用いて２００
０時間の電池運転をした後における、電解質保持量を示
した図である。 第４図（第３図との比較）従来カソードを用いて２００
０時間の電池運転をした後における、電解質保持量を示
した図である。 第５図 電極表面積と反応速度との関係。 第６図 細孔直径と電解質移動速度の関係。 第７図 従来カソードと実施例１により高比表面積化し
たカソードの電極特性を比較した図である。 第８図 従来カソードと実施例１における電解質占有率
と分極値との関係を比較した図である。 〔符号の説明〕 １ ： １ ｍｏｌ／ｆ ＬｉＮＯ＋水溶液０．３
１とｌｍｏｌ／４２ＡＩ（ＮＯｚ）３水溶液０．３ｆの
混合水溶液２ ： １ ｍｏｌ／ ｌ （ＮＨ３
） ｚｃＯ＋水溶液０．６ｆ３ ： ＮｉＯ−Ｌｉ
Ａ１０ｚカソードの細孔分布曲線３′：
の分極特性４ ； 従来ＮｉＯカソードの細孔
分布曲線４’＋４’： ／／ の分極特
性５ ： ＮｉＯ−ＬｉＡｔＯｚカソードの電池運
転後の細孔分布曲線（電解質含む） ６ ： ５と同様のカソードで電解質を取り除いた後の
細孔分布曲線 ７ ： カソード５に保持されていた電解’Ｅｆｆｆｉ
８ ： 従来カソードの電池運転後の細孔分布曲線（電
解質を含む） ９ ： ８で電解質を取り除いたものの細孔分布曲線 １０： 従来カソードの単極特性
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、１対の酸化ニッケル及び／又は酸化コバルトを母材
とする多孔質カソード、ニッケルを母材とする多孔質ア
ノード及びこれら電極内側に挟まれた電解質を含んだマ
トリックス板から構成される溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、そのカソード多孔質電極が１〜１００ｍ＾２／ｇ
の比表面積を有し、かつ１次細孔径が０．０１〜２μｍ
の微細孔及び２次細孔径が２〜２０μｍである細孔分布
をもつことを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。 ２、電解質が主として、一次細孔中に保持されており電
極反応に関与する界面が広いことを特徴とする請求項１
記載の溶融炭酸塩型燃料電池。 ３、多孔質カソード中の空孔割合が５０〜６０％である
をことを特徴とする請求項１または請求項２記載の溶融
炭酸塩型燃料電池。 ４、多孔質カソードの空孔部分に含まれる電解質量が空
孔体積の２０〜４０（体積％）であることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかの項記載の溶融炭酸塩
型燃料電池。 ５、１対の酸化ニッケル及び／又は酸化コバルトを母材
とする多孔質カソード、ニッケルを母材とする多孔質ア
ノード及びこれら電極内側に挟まれた電解質を含んだマ
トリックス板から構成される溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、前記多孔質電極が、表面改質剤を担持し比表面積
を向上させた原料粒子で成形されていることを特徴とす
る溶融炭酸塩型燃料電池。 ６、１対の酸化ニッケル及び／又は酸化コバルトを母材
とする多孔質カソード、ニッケルを母材とする多孔質ア
ノード及びこれら電極内側に挟まれた電解質を含んだマ
トリックス板から構成される溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、前記多孔質電極が、表面改質剤を母材粒子表面に
担持して、１次細孔径０．０１〜２μｍの微細孔及び２
次細孔径が２〜２０μｍの細孔分布中、前者の１次細孔
径を増大させた原料粒子を用いて成形されたものである
ことを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。 ７、原料粒子が、母材粒子表面に、クローム、アルミニ
ウム、ジルコニウムから成る群より選択された酸化物及
び／又はアルカリ金属塩の形態またはその混合物の形で
表面改質剤を含んだ粒子であることを特徴とする請求項
６記載の溶融炭酸塩型燃料電池。 ８、原料粒子が、母材粒子表面に、表面改質剤がＣｒ＿
２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３及び／又はＬｉ
ＡｌＯ＿２の形で存在する粒子であることを特徴とする
請求項６記載の溶融炭酸塩型燃料電池。 ９、表面改質剤が母材粒子に対し０．５〜２０（原子％
）量存在することを特徴とする請求項５乃至請求項８記
載の溶融炭酸塩型燃料電池。 １０、溶融炭酸塩型燃料電池形成用の原料粒子の製造法
において、母材粒子に対する表面改質剤の担持を、電極
状に成形した多孔質体の空孔中に硝酸塩溶液及び／又は
シュウ酸塩溶液の形で含浸した後に乾燥及び焼成するこ
とにより行い、母材粒子の比表面積を著しく向上させた
原料粒子を製造することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料
電池形成用の原料粒子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112213A JPH02291666A (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112213A JPH02291666A (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291666A true JPH02291666A (ja) | 1990-12-03 |
| JPH0551152B2 JPH0551152B2 (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=14581086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1112213A Granted JPH02291666A (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02291666A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11059743B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-07-13 | Central Glass Company, Limited | Substrate provided with coating film |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6010422A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-19 | Fujitsu Ltd | 光デイスクの位置決め方法 |
| JPS60150558A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-08 | Agency Of Ind Science & Technol | 溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法 |
| JPS62154465A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-09 | 株式会社東芝 | 溶融炭酸塩燃料電池正極及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-05-02 JP JP1112213A patent/JPH02291666A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6010422A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-19 | Fujitsu Ltd | 光デイスクの位置決め方法 |
| JPS60150558A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-08 | Agency Of Ind Science & Technol | 溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法 |
| JPS62154465A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-09 | 株式会社東芝 | 溶融炭酸塩燃料電池正極及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11059743B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-07-13 | Central Glass Company, Limited | Substrate provided with coating film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0551152B2 (ja) | 1993-07-30 |
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