JPH03141555A - 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法 - Google Patents

溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法

Info

Publication number
JPH03141555A
JPH03141555A JP1278936A JP27893689A JPH03141555A JP H03141555 A JPH03141555 A JP H03141555A JP 1278936 A JP1278936 A JP 1278936A JP 27893689 A JP27893689 A JP 27893689A JP H03141555 A JPH03141555 A JP H03141555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel electrode
molten carbonate
fuel cell
metal
binder
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
Application number
JP1278936A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Ito
靖彦 伊藤
Yoshiaki Sotoike
嘉朗 外池
Yukinori Akiyama
幸徳 秋山
Toshihiko Saito
俊彦 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP1278936A priority Critical patent/JPH03141555A/ja
Publication of JPH03141555A publication Critical patent/JPH03141555A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8875—Methods for shaping the electrode into free-standing bodies, like sheets, films or grids, e.g. moulding, hot-pressing, casting without support, extrusion without support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8842—Coating using a catalyst salt precursor in solution followed by evaporation and reduction of the precursor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H01M4/8885—Sintering or firing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8684—Negative electrodes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は溶融炭酸塩燃料電池における燃料極の製法に関
するものである。
（ロ）従来の技術 溶融炭酸塩燃料電池の基本溝成は、第１図の単セル模式
図に示すように、溶融炭酸塩を含有する電解質板（１）
の両面に、ニッケルを主体とする燃料極（２）とニッケ
ル酸化物よりなる酸化剤極（３）を夫々配置し、これら
各種（２）（３）の背面に夫々！電板（４）及び波状板
（５）を介在させてガス通路板（６）で締付けられる。
この場合各ガス通路板（６）が電解質板（１）の周辺部
に圧接してウェットシール部（７）を形成している。
電池発電時には天然ガス等の炭化水素燃料をスチーム改
質した水素含有ガスを燃料ガスとして燃料極（２）に、
又空気と炭酸ガスの混合ガスを酸化剤極（３）に夫々供
給し電気化学反応を行はせる。
燃料極（２）及び酸化剤極（３）はいずれもニッケル粉
末を板状に成型後焼結した多孔体である。このうち燃料
極（２）は電池作動時水素雰囲気下で使用され、しかも
６５０℃の高温下２〜４ｋｇ／ｃｆｆ１１の締付圧（面
圧）下におかれるため、長期に亘る作動中ニッケル粒子
同志の焼結・凝集が進行して収縮を起し、極厚の減少・
気化率の低下を伴う。
その結果ガス拡散性を損なうと共に電解質板（１）や集
電板（４）などとの接触不良により内部抵抗の増大をま
ねき、特性劣化の原因となっていた。
このため燃料極としてニッケルとＣ０１（ｒ。
Ａｔなどの安定化剤となる金属との合金粉末を焼結する
方法、またはニッケル粉末の多孔質焼結体にＣ０１Ｃｒ
、Ａｌなどの金属塩を含む溶液を含浸させた後熱処理を
施しＮｉ焼結体に前記金属を析出させる方法などが提案
されている。しかし前者の合金を用いる方法においては
焼結待合金粒子表面に析出した第２金属によりＮｉ粒子
同志のシンタリングは抑制されるが、合金粉末自体が単
体金属粉末と比較してはるかに高価でコスト上の問題が
あり、後者の含浸熱処理による方法において基体となる
Ｎｉがすでに多孔質構造体の骨格を形成しているため、
長期間にわたってはその形状安定性に劣るという問題が
あった。
（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は従来のものに比し形状安定性にすぐれしかも安
価に作成し得る燃料極を提供するものである。
（ニ）　　課題を解決するための手段 本発明による燃料極は、ニッケル粉末と異種金属の塩と
を結着剤・可塑剤及び溶媒とともに混合して得たスラリ
ーをシート状に成型した後、酸化雰囲気中約４００℃で
熱処理を施し、前記結着剤・可塑剤を分解除去すると共
に前記金属塩を前記ニッケル粒子表面に金属酸化物とし
て分解析出せしめ、ついで約８００℃の還元雰囲気中で
焼結したものである。
（ホ）作　用 本発明ではニッケル粉末と異種金属の塩とを焼結前に、
結着剤・可塑剤・溶媒を用いて混合成型後熱処理を施す
ことによりニッケル粒子表面に前記金属塩を金属酸化物
として析出させているため、ニッケル粉末同志が直接多
孔質体の骨格を形成するのを抑制し、燃料極の長期使用
によるシンタリング・クリーピングを防止して安定な形
状を維持することができる。
（へ）実施例 本発明による燃料極の作成例について説明する。
カーボニルニッケル粉末　　　　　　９００ｇ硝酸コバ
ルト粉末　　　　　　　　　１００ｇポリビニールブチ
ラール粉末（結着剤）２０ｇ溶媒としてエタノール５０
０ｇ、水５００ｇ以上をボールミルで充分に分散混合さ
せスラリーとする。このスラリーをドクタブレードなど
を用いてグリーンシートに成型し、乾燥後空気巾約４０
０℃で熱処理を施す。
この熱処理で結着剤・可塑剤を分解除去すると共に硝酸
コバルトを熱分解してＮｆ粒子表面に酸化コバルトとし
て析出せしめる。ついで８００℃の還元雰囲気中で焼結
して燃料極を得る。このとき酸化コバルトは金属コバル
トに還元される。
金属塩として硝酸コバルトの他に硝酸クロム、硝酸アル
ミニウムなどを用い前記と同様の方法で燃料極を作成し
た。
第２図はこれら燃料極（Ａ）を用いて組立な単セル（ａ
）の寿命特性及びセル抵抗の変化を示す。比較のためＮ
ｉ−Ｃｏ合金粉末を焼結した燃料極（Ｂ）を用いた単セ
ル（ｂ）及びＮｉ焼結板に硝酸コバルト溶液を含浸して
後熱処理によりコバルトを析出させた燃料極＜Ｃ＞を用
いた単セル（ｃ）についても示した。
又第３図は６５０℃アノードガス雰囲気で行った前記燃
料極（Ａ　）（Ｂ　）（Ｃ）の締付圧下における厚み減
少率を夫々示した。この試験において本発明燃料極（Ａ
）は（Ｂ）と同様の形状安定性を有するに対し、（Ｃ）
は形状安定性に劣ることがわかる。これが第２図の単セ
ル寿命特性及びセル抵抗に現れ、単セル（Ｃ）はシンタ
リング及びクリーピングによる反応サイトの減少及び接
触抵抗の増加のため特性劣化が著しいが、本発明による
単セル（ａ）は（Ｃ）とほぼ同程度で特性が改善されて
いる。
（ト）発明の効果 本発明によればニッケル粉末と異種金属の塩とを焼結前
に、結着剤・可塑剤・溶媒を用いて混合成型後熱処理を
施すことにより、ニッケル粒子表面に前記塩を金属酸化
物として析出させているため、ニッケル粉末同志が直接
焼結体の骨格を形成するのを抑制し、燃料極の長期使用
によるシンタリンダ・クリ−ピンクを防止して高価なニ
ッケル合金粉末を用いた燃料極に比しそんしよくのない
形状安定性の良好な燃料極を安価に作成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は溶融炭酸塩燃料電池単セルの模式的縦断面図、
第２図は本発明燃料極を備える単セルの寿命特性及び内
部抵抗の変化を示す特性図、第３図は本発明燃料極の厚
み変化率を示す特性図で、第２図及び第３図において（
ａ）および（Ａ）が本発明の場合、（ｂ）（ｃ）及び（
Ｂ　）（Ｃ）ガ夫々従来例の場合である。 ｌ・・・電解質板、２・・・燃料極、３・・・酸化剤極
。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ニッケル粉末と異種金属の塩とを結着剤・可塑剤
    及び溶媒とともに混合して得たスラリーをシート状に成
    型した後、酸化雰囲気中約４００℃で熱処理を施し、前
    記結着剤・可塑剤を分解除去すると共に前記金属塩を前
    記ニッケル粒子表面に金属酸化物として分解析出せしめ
    、ついで還元雰囲気中約８００℃で焼結したことを特徴
    とする溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法。
  2. （２）前記異種金属の塩がクロム・コバルト・アルミニ
    ウムから選ばれた金属の硝酸塩もしくは硫酸塩であるこ
    とを特徴とする請求項１の溶融炭酸塩燃料電池用燃料極
    の製法。
JP1278936A 1989-10-25 1989-10-25 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法 Pending JPH03141555A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1278936A JPH03141555A (ja) 1989-10-25 1989-10-25 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1278936A JPH03141555A (ja) 1989-10-25 1989-10-25 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03141555A true JPH03141555A (ja) 1991-06-17

Family

ID=17604137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1278936A Pending JPH03141555A (ja) 1989-10-25 1989-10-25 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03141555A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100403133B1 (ko) * 1996-06-19 2004-02-25 한국전력공사 금속염첨가에의한산화물분산강화애노드전극의제조방법
KR100448518B1 (ko) * 2002-09-13 2004-09-13 한국과학기술연구원 고강도 용융탄산염 연료전지용 공기극의 제조 방법 및상기 방법으로 제조된 공기극
KR100441939B1 (ko) * 1997-07-16 2004-09-18 한국전력공사 니켈-알루미늄 합금 연료극 및 그 제조방법
KR100441940B1 (ko) * 1997-07-31 2004-09-18 한국전력공사 용융탄산염형 연료전지용 니켈-알루미늄-타이타늄 연료극의제조방법 및 연료극.
KR100467348B1 (ko) * 1997-07-16 2005-05-17 한국전력공사 금속간화합물석출강화형니켈-알루미늄연료극및제조방법
KR100467347B1 (ko) * 1997-07-31 2005-05-17 한국전력공사 산화물분산연료극의제조방법및연료극

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100403133B1 (ko) * 1996-06-19 2004-02-25 한국전력공사 금속염첨가에의한산화물분산강화애노드전극의제조방법
KR100441939B1 (ko) * 1997-07-16 2004-09-18 한국전력공사 니켈-알루미늄 합금 연료극 및 그 제조방법
KR100467348B1 (ko) * 1997-07-16 2005-05-17 한국전력공사 금속간화합물석출강화형니켈-알루미늄연료극및제조방법
KR100441940B1 (ko) * 1997-07-31 2004-09-18 한국전력공사 용융탄산염형 연료전지용 니켈-알루미늄-타이타늄 연료극의제조방법 및 연료극.
KR100467347B1 (ko) * 1997-07-31 2005-05-17 한국전력공사 산화물분산연료극의제조방법및연료극
KR100448518B1 (ko) * 2002-09-13 2004-09-13 한국과학기술연구원 고강도 용융탄산염 연료전지용 공기극의 제조 방법 및상기 방법으로 제조된 공기극

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2846738B2 (ja) 溶融炭酸塩−燃料電池の製造方法
JP3365640B2 (ja) 溶融炭酸塩の燃料電池の二重層負極およびその製造方法
JPH03141555A (ja) 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法
JP2999918B2 (ja) 溶融炭酸塩燃料電池用陽電極の製造方法
JPS6124158A (ja) 溶融炭酸塩形燃料電池の電極
US3753782A (en) Electrode for electrochemical reduction of oxygen and process for its production
JPH07240205A (ja) 燃料電池およびアノードの製造方法
US3369938A (en) Catalytic electrodes and fuel cells therewith
US4902587A (en) Fuel cell
JPH0241142B2 (ja)
US6585931B1 (en) Molten carbonate fuel cell anode and method for manufacturing the same
JPH0261095B2 (ja)
JP4463123B2 (ja) 固体高分子形燃料電池用電極触媒粉末の製造方法、固体高分子形燃料電池用電極触媒粉末及び固体高分子形燃料電池
JP2730074B2 (ja) 燃料電池用負極
JPH0520865B2 (ja)
JPS58129767A (ja) 燃料電池電極
JPH0711962B2 (ja) ガス拡散電極の製造方法
JPS60212963A (ja) 溶融炭酸塩燃料電池の電解質体の製造法
JPH0711961B2 (ja) ガス拡散電極の製造方法
JPS58100363A (ja) 燃料電池、空気電池用電極
JPS58155663A (ja) 燃料電池
JPH04116361U (ja) 燃料電池
JPH0570266B2 (ja)
JPH0550104B2 (ja)
JPH07105968A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池とその製造方法及びその運転方法