JPH053039A - 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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- JPH053039A JPH053039A JP3151470A JP15147091A JPH053039A JP H053039 A JPH053039 A JP H053039A JP 3151470 A JP3151470 A JP 3151470A JP 15147091 A JP15147091 A JP 15147091A JP H053039 A JPH053039 A JP H053039A
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Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期にわたってニッケルが溶出するのを抑制
して、電池特性を飛躍的に向上させることができる溶融
炭酸塩型燃料電池の提供を目的としている。 【構成】 アノードとカソードとの間には、電解質が含
浸された電解質板が配置された構造の溶融炭酸塩型燃料
電池において、前記電解質板は複数の電解質保持板が積
層された構造を成し、且つこれら電解質保持板のうち少
なくとも１つの電解質保持板１ｂは、アルカリ土類系酸
化物から成ることを特徴とする。
して、電池特性を飛躍的に向上させることができる溶融
炭酸塩型燃料電池の提供を目的としている。 【構成】 アノードとカソードとの間には、電解質が含
浸された電解質板が配置された構造の溶融炭酸塩型燃料
電池において、前記電解質板は複数の電解質保持板が積
層された構造を成し、且つこれら電解質保持板のうち少
なくとも１つの電解質保持板１ｂは、アルカリ土類系酸
化物から成ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融炭酸塩型燃料電池に
関し、特に溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板に関するも
のである。
関し、特に溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】上記溶融炭酸塩型燃料電池は、単セルと
ガス分離板とを交互に積層してなる電池スタックの各周
面に、各反応ガスの給排用マニホルドを取付けられた構
造を成し、上記単セル内には、Ｌi2ＣＯ3 、Ｋ2 ＣＯ3
などの混合アルカリ金属炭酸塩を多孔質セラミックス材
中に保持した電解質板と、ニッケル焼結体よりなるアノ
ードと、酸化ニッケル焼結体を主体とするカソードとが
設けられている。そして、作動時には、上記アノードに
は水素を主体とする燃料ガスが、カソードには空気と炭
酸ガス（ＣＯ2 ）との混合ガスが夫々供給される構造と
なっている。
ガス分離板とを交互に積層してなる電池スタックの各周
面に、各反応ガスの給排用マニホルドを取付けられた構
造を成し、上記単セル内には、Ｌi2ＣＯ3 、Ｋ2 ＣＯ3
などの混合アルカリ金属炭酸塩を多孔質セラミックス材
中に保持した電解質板と、ニッケル焼結体よりなるアノ
ードと、酸化ニッケル焼結体を主体とするカソードとが
設けられている。そして、作動時には、上記アノードに
は水素を主体とする燃料ガスが、カソードには空気と炭
酸ガス（ＣＯ2 ）との混合ガスが夫々供給される構造と
なっている。
【０００３】上記構造の電池に上記ガスが供給される
と、アノード、カソード、及び電池全体としては、下記
化１〜化３に示すような反応が生じる。
と、アノード、カソード、及び電池全体としては、下記
化１〜化３に示すような反応が生じる。
【０００４】
【化１】
【０００５】
【化２】
【０００６】
【化３】
【０００７】上記３つの化学式より明らかなように、カ
ソードで気相のＯ2とＣＯ2 が消費されて炭酸イオンが
生成し、この炭酸イオンがアノードに移行してＨ2 と反
応し水とＣＯ2 となるような反応である。ところで、上
記電池反応が生じる際、カソードでは、下記化４に示す
ように、電極材料であるＮｉＯの一部がＣＯ2 と反応し
て、Ｎｉイオンとして溶解することがある。
ソードで気相のＯ2とＣＯ2 が消費されて炭酸イオンが
生成し、この炭酸イオンがアノードに移行してＨ2 と反
応し水とＣＯ2 となるような反応である。ところで、上
記電池反応が生じる際、カソードでは、下記化４に示す
ように、電極材料であるＮｉＯの一部がＣＯ2 と反応し
て、Ｎｉイオンとして溶解することがある。
【０００８】
【化４】
【０００９】このように、電池作動時にカソード材のＮ
ｉＯが溶出すると、電池特性が劣化するという課題があ
る。そこで、従来は、アルカリ金属塩（ＭｇＯ、Ｂａ
Ｏ、ＳｒＯ等）を添加することにより、Ｎｉの溶解度を
減少させ、Ｎｉの溶出を防ぐような方法が提案されてい
る。
ｉＯが溶出すると、電池特性が劣化するという課題があ
る。そこで、従来は、アルカリ金属塩（ＭｇＯ、Ｂａ
Ｏ、ＳｒＯ等）を添加することにより、Ｎｉの溶解度を
減少させ、Ｎｉの溶出を防ぐような方法が提案されてい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、短期的にはＮｉの溶出を抑制することが
できるが、長期間使用すると、やはりＮｉが溶出して電
池特性が低下するという課題を有していた。本発明は係
る現状を考慮してなされたものであって、長期にわたっ
てニッケルが溶出するのを抑制して、電池特性を飛躍的
に向上させることができる溶融炭酸塩型燃料電池の提供
を目的としている。
来の方法では、短期的にはＮｉの溶出を抑制することが
できるが、長期間使用すると、やはりＮｉが溶出して電
池特性が低下するという課題を有していた。本発明は係
る現状を考慮してなされたものであって、長期にわたっ
てニッケルが溶出するのを抑制して、電池特性を飛躍的
に向上させることができる溶融炭酸塩型燃料電池の提供
を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、アノードとカソードとの間には、電解質が
含浸された電解質板が配置された構造の溶融炭酸塩型燃
料電池において、前記電解質板は複数の電解質保持板が
積層された構造を成し、且つこれら電解質保持板のうち
少なくとも１つの電解質保持板はアルカリ土類系酸化物
から成る一方、他の電解質保持板はリチウムアルミネー
トから成ることを特徴とする。
するために、アノードとカソードとの間には、電解質が
含浸された電解質板が配置された構造の溶融炭酸塩型燃
料電池において、前記電解質板は複数の電解質保持板が
積層された構造を成し、且つこれら電解質保持板のうち
少なくとも１つの電解質保持板はアルカリ土類系酸化物
から成る一方、他の電解質保持板はリチウムアルミネー
トから成ることを特徴とする。
【００１２】また、アノードとカソードとの間には、リ
チウムアルミネートを主体とし電解質が含浸された電解
質板が配置された構造の溶融炭酸塩型燃料電池におい
て、前記電解質板には、アルカリ土類系酸化物が含有さ
れていることを特徴とする。
チウムアルミネートを主体とし電解質が含浸された電解
質板が配置された構造の溶融炭酸塩型燃料電池におい
て、前記電解質板には、アルカリ土類系酸化物が含有さ
れていることを特徴とする。
【００１３】
【作用】上記構成の如く、電解質板が複数の電解質保持
板から成り、且つこれら電解質保持板のうち少なくとも
１つの電解質保持板がアルカリ土類系酸化物（例えば、
酸化マグネシウム）から構成されているか、或いは電解
質板にアルカリ土類系酸化物が含有されているような構
造であれば、電池作動時には、溶融電解質中に対して酸
化ニッケルより溶解し易いアルカリ土類系イオン（例え
ば、マグネシウムイオン）が溶融電解質中に溶解するこ
とになる。したがって、アルカリ土類系イオンが、電解
質中に飽和状態で溶存することになるため、カソード材
の酸化ニッケルが電解質中に溶出するのを阻止できる。
板から成り、且つこれら電解質保持板のうち少なくとも
１つの電解質保持板がアルカリ土類系酸化物（例えば、
酸化マグネシウム）から構成されているか、或いは電解
質板にアルカリ土類系酸化物が含有されているような構
造であれば、電池作動時には、溶融電解質中に対して酸
化ニッケルより溶解し易いアルカリ土類系イオン（例え
ば、マグネシウムイオン）が溶融電解質中に溶解するこ
とになる。したがって、アルカリ土類系イオンが、電解
質中に飽和状態で溶存することになるため、カソード材
の酸化ニッケルが電解質中に溶出するのを阻止できる。
【００１４】加えて、上記構成であれば、電解質板にお
いてマグネシウムイオンが過飽和状態で存在するので、
ニッケルイオンの溶出，再析出を防止するバリアとして
の役目がある。したがって、カソード−アノード両極間
で短絡が生じるのを防止することができる。
いてマグネシウムイオンが過飽和状態で存在するので、
ニッケルイオンの溶出，再析出を防止するバリアとして
の役目がある。したがって、カソード−アノード両極間
で短絡が生じるのを防止することができる。
【００１５】
【実施例】（第１実施例）本発明の第１実施例を、図１
及び図２に基づいて、以下に説明する。 〔実施例〕図１は本発明の溶融炭酸塩型燃料電池を示す
断面図であり、電解質板１の一方の面には、ニッケル焼
結体から成るアノード３と、有孔金属体から成る集電体
６と、凹凸状の反応ガス供給板７と、反応ガス分離板９
とが順に設けられる一方、電解質板１の他方の面には、
リチウム化酸化ニッケル焼結体から成るカソード２と、
上記構造と同一構造の集電体４と、反応ガス供給板５
と、反応ガス分離板９とが順に設けられている。
及び図２に基づいて、以下に説明する。 〔実施例〕図１は本発明の溶融炭酸塩型燃料電池を示す
断面図であり、電解質板１の一方の面には、ニッケル焼
結体から成るアノード３と、有孔金属体から成る集電体
６と、凹凸状の反応ガス供給板７と、反応ガス分離板９
とが順に設けられる一方、電解質板１の他方の面には、
リチウム化酸化ニッケル焼結体から成るカソード２と、
上記構造と同一構造の集電体４と、反応ガス供給板５
と、反応ガス分離板９とが順に設けられている。
【００１６】上記電解質板１は、図２に示すように、γ
−リチウムアルミネートから成り電解液保持機能が高い
第１電解質保持体１ａ・１ａと、マグネシア焼結板から
成る第２電解質保持体１ｂとから構成されており、且つ
これら両電解質保持体１ａ・１ｂには、Ｌi2ＣＯ3 とＫ
2 ＣＯ3 とから成る混合アルカリ金属炭酸塩が含浸され
ている。また、電解質板１の厚みは、０．５±０．０５
mmである。
−リチウムアルミネートから成り電解液保持機能が高い
第１電解質保持体１ａ・１ａと、マグネシア焼結板から
成る第２電解質保持体１ｂとから構成されており、且つ
これら両電解質保持体１ａ・１ｂには、Ｌi2ＣＯ3 とＫ
2 ＣＯ3 とから成る混合アルカリ金属炭酸塩が含浸され
ている。また、電解質板１の厚みは、０．５±０．０５
mmである。
【００１７】ここで、上記構造の溶融炭酸塩型燃料電池
を、以下のようにして作製した。先ず、第１電解質保持
体１ａと第２電解質保持体１ｂとを作製すべく、下記に
示す材料を用意する。 第１電解質保持体用の材料 γ−リチウムアルミネート １００重量部 バインダー（ポリビニルブチラール樹脂） ３０重量部 可塑剤（フタル酸ジオクチル或いはポリエチレングリコール） ２０重量部 溶媒（エタノール或いはＰ−キシレン） ３００重量部 第２電解質保持体用の材料 マグネシア １００重量部 バインダー（ポリビニルブラチール樹脂） ３０重量部 可塑剤（フタル酸ジオクチル或いはポリエチレングリコール） ２０重量部 溶媒（エタノール或いはＰ−キシレン） ３００重量部 次に、上記材料を、それぞれボールミルにて充分混合
し、更に混合物中に含まれた微小な気泡を減圧下で攪拌
除去することにより、２種類のスラリーを作成した。次
いで、通常のテープキャステング法を用いて、これら２
種類のスラリーを各々テープ状に成型した。尚、これら
テープは、厚み０．３mm、幅２００mmである。この後、
これらテープをそれぞれ長さ２００mmに切断し、第１電
解質保持体用シートと第２電解質保持体シート（共に一
辺が２００mmの正方形状を成す）とを作製した。
を、以下のようにして作製した。先ず、第１電解質保持
体１ａと第２電解質保持体１ｂとを作製すべく、下記に
示す材料を用意する。 第１電解質保持体用の材料 γ−リチウムアルミネート １００重量部 バインダー（ポリビニルブチラール樹脂） ３０重量部 可塑剤（フタル酸ジオクチル或いはポリエチレングリコール） ２０重量部 溶媒（エタノール或いはＰ−キシレン） ３００重量部 第２電解質保持体用の材料 マグネシア １００重量部 バインダー（ポリビニルブラチール樹脂） ３０重量部 可塑剤（フタル酸ジオクチル或いはポリエチレングリコール） ２０重量部 溶媒（エタノール或いはＰ−キシレン） ３００重量部 次に、上記材料を、それぞれボールミルにて充分混合
し、更に混合物中に含まれた微小な気泡を減圧下で攪拌
除去することにより、２種類のスラリーを作成した。次
いで、通常のテープキャステング法を用いて、これら２
種類のスラリーを各々テープ状に成型した。尚、これら
テープは、厚み０．３mm、幅２００mmである。この後、
これらテープをそれぞれ長さ２００mmに切断し、第１電
解質保持体用シートと第２電解質保持体シート（共に一
辺が２００mmの正方形状を成す）とを作製した。
【００１８】しかる後、第２電解質保持体シート間に第
１電解質保持体用シートを配置して積重シートを作製し
た後、この積重シートを温度５０〜１５０℃、圧力５０
〜３００ｋｇ／ｃｍ2 （好ましくは１００〜２００ｋｇ
／ｃｍ2 ）にて加圧成型した。これにより溶媒が揮散さ
れ、且つ可塑剤が軟化するので、積重体が一体化する。
１電解質保持体用シートを配置して積重シートを作製し
た後、この積重シートを温度５０〜１５０℃、圧力５０
〜３００ｋｇ／ｃｍ2 （好ましくは１００〜２００ｋｇ
／ｃｍ2 ）にて加圧成型した。これにより溶媒が揮散さ
れ、且つ可塑剤が軟化するので、積重体が一体化する。
【００１９】次いで、上記積重体を空気中で８００〜１
１００℃まで昇温し、その過程でバインダーや可塑剤を
分解させることにより、γ−リチウムアルミネートを焼
結して焼結体（厚み：０．５±０．０５mm）を作製し
た。この後、この焼結体に、混合溶融炭酸塩（Ｌｉ2 Ｃ
Ｏ3 ：Ｋ2ＣＯ3 ＝６２：３８mol%）を含浸することに
より電解質板１を作製した。
１００℃まで昇温し、その過程でバインダーや可塑剤を
分解させることにより、γ−リチウムアルミネートを焼
結して焼結体（厚み：０．５±０．０５mm）を作製し
た。この後、この焼結体に、混合溶融炭酸塩（Ｌｉ2 Ｃ
Ｏ3 ：Ｋ2ＣＯ3 ＝６２：３８mol%）を含浸することに
より電解質板１を作製した。
【００２０】しかる後、上記電解質板１の両側に、カソ
ード２やアノード３等を配置して、単電池を組立てた。
このようにして作製した電池を、以下（Ａ）電池と称す
る。 〔比較例〕電解質板１として、γ−リチウムアルミネー
トのみから成る単層電解質を用いる他は、上記実施例と
同様の構成の電池を作製した。
ード２やアノード３等を配置して、単電池を組立てた。
このようにして作製した電池を、以下（Ａ）電池と称す
る。 〔比較例〕電解質板１として、γ−リチウムアルミネー
トのみから成る単層電解質を用いる他は、上記実施例と
同様の構成の電池を作製した。
【００２１】このようにして作製した電池を、以下
（Ｘ）電池と称する。 〔実験〕上記本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電池
とにおいて、連続放電を行ったときの寿命を調べたの
で、その結果を図３に示す。尚、実験条件は以下に示す
通りである。 酸化剤ガス 空気と炭酸ガスとの混合ガス 燃料ガス 加湿水素と炭酸ガスとの混合ガス 作動温度 ６５０℃ 電流値 １５０ｍＡ／cm2 図３から明らかなように、初期特性は本発明の（Ａ）電
池，比較例の（Ｘ）電池とも略同等である。しかしなが
ら、時間の経過とともに、（Ｘ）電池では著しく電圧低
下が認められるのに対して、（Ａ）電池では若干しか電
圧が低下せず、長期にわたって電池性能が低下しないこ
とが認められる。 〔その他の事項〕上記第１実施例では電解質板を三層
構造としたが、このような構造に限定するものではな
く、積重枚数及び積重方法は適宜選択可能である。第
２電解質保持体１ｂとしては上記実施例に示すマグネシ
アに限定するものではなく、その他のアルカリ土類系酸
化物を用いることが可能である。上記第２電解質保持
体１ｂの位置は、上記実施例の如く第１電解質保持体１
ａに挟持される位置に限定するものではない。但し、マ
グネシアが溶解することを考慮すれば、直接アノードや
カソードに接する位置に設けるより、上記実施例の如く
第１電解質保持体１ａに挟まれた位置に設けるのが望ま
しい。
（Ｘ）電池と称する。 〔実験〕上記本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電池
とにおいて、連続放電を行ったときの寿命を調べたの
で、その結果を図３に示す。尚、実験条件は以下に示す
通りである。 酸化剤ガス 空気と炭酸ガスとの混合ガス 燃料ガス 加湿水素と炭酸ガスとの混合ガス 作動温度 ６５０℃ 電流値 １５０ｍＡ／cm2 図３から明らかなように、初期特性は本発明の（Ａ）電
池，比較例の（Ｘ）電池とも略同等である。しかしなが
ら、時間の経過とともに、（Ｘ）電池では著しく電圧低
下が認められるのに対して、（Ａ）電池では若干しか電
圧が低下せず、長期にわたって電池性能が低下しないこ
とが認められる。 〔その他の事項〕上記第１実施例では電解質板を三層
構造としたが、このような構造に限定するものではな
く、積重枚数及び積重方法は適宜選択可能である。第
２電解質保持体１ｂとしては上記実施例に示すマグネシ
アに限定するものではなく、その他のアルカリ土類系酸
化物を用いることが可能である。上記第２電解質保持
体１ｂの位置は、上記実施例の如く第１電解質保持体１
ａに挟持される位置に限定するものではない。但し、マ
グネシアが溶解することを考慮すれば、直接アノードや
カソードに接する位置に設けるより、上記実施例の如く
第１電解質保持体１ａに挟まれた位置に設けるのが望ま
しい。
【００２２】（第２実施例）本発明の第２実施例を、図
４及び図５に基づいて、以下に説明する。 〔実施例〕電解質板１として、γ−リチウムアルミネー
ト（平均粒径：０．１μｍ）とマグネシア（平均粒径：
１００μｍ）との混合焼結板（下記の如く作製）を用い
る他は、上記第１実施例の実施例と同様にして電池を作
製した。
４及び図５に基づいて、以下に説明する。 〔実施例〕電解質板１として、γ−リチウムアルミネー
ト（平均粒径：０．１μｍ）とマグネシア（平均粒径：
１００μｍ）との混合焼結板（下記の如く作製）を用い
る他は、上記第１実施例の実施例と同様にして電池を作
製した。
【００２３】先ず、下記に示す材料を用意する。
γ−リチウムアルミネート １００重量部
粒子状マグネシア ５重量部
繊維状マグネシア ２０重量部
バインダー（ポリビニルブチラール樹脂） ３０重量部
可塑剤（フタル酸ジオクチル或いはポリエチレングリコール） ２０重量部
溶媒（エタノール或いはＰ−キシレン） ３００重量部
次に、上記材料をボールミルにて充分混合し、更に混合
物中に含まれた微小な気泡を減圧下で攪拌除去すること
により、スラリーを作成した。次いで、上記第１実施例
の実施例と同様にして、シート（厚み０．３mm、一辺が
２００mmの正方形状を成す）の作製と、このシートを用
いた積重体の作製と、焼結体（厚み：０．５±０．０５
mm）の作製と、混合溶融炭酸塩（Ｌｉ2 ＣＯ3 ：Ｋ2 Ｃ
Ｏ3 ＝６２：３８mol%）の含浸とを行って電解質板１を
作製した。尚、上記積重体は、上記シートを３枚積重す
るような構造である。
物中に含まれた微小な気泡を減圧下で攪拌除去すること
により、スラリーを作成した。次いで、上記第１実施例
の実施例と同様にして、シート（厚み０．３mm、一辺が
２００mmの正方形状を成す）の作製と、このシートを用
いた積重体の作製と、焼結体（厚み：０．５±０．０５
mm）の作製と、混合溶融炭酸塩（Ｌｉ2 ＣＯ3 ：Ｋ2 Ｃ
Ｏ3 ＝６２：３８mol%）の含浸とを行って電解質板１を
作製した。尚、上記積重体は、上記シートを３枚積重す
るような構造である。
【００２４】上記電解質板１の構造は、図４に示すよう
に、γ−リチウムアルミネート２０中に、粒子状マグネ
シア２１と、繊維状マグネシア２２とが分散されるよう
な構造である。また、電解質板１の厚みは、０．５±
０．０５mmである。このようにして作製した電池を、以
下（Ｂ）電池と称する。 〔比較例〕比較例としては、上記第１実施例の比較例に
示す（Ｘ）電池を用いた。 〔実験〕上記本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｘ）電池
とを連続放電し、このときの電池寿命を調べたので、そ
の結果を図５に示す。尚、実験条件は、上記第１実施例
の実験に示す条件と同様の条件である。
に、γ−リチウムアルミネート２０中に、粒子状マグネ
シア２１と、繊維状マグネシア２２とが分散されるよう
な構造である。また、電解質板１の厚みは、０．５±
０．０５mmである。このようにして作製した電池を、以
下（Ｂ）電池と称する。 〔比較例〕比較例としては、上記第１実施例の比較例に
示す（Ｘ）電池を用いた。 〔実験〕上記本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｘ）電池
とを連続放電し、このときの電池寿命を調べたので、そ
の結果を図５に示す。尚、実験条件は、上記第１実施例
の実験に示す条件と同様の条件である。
【００２５】図５から明らかなように、初期特性は本発
明の（Ｂ）電池，比較例の（Ｘ）電池とも略同等であ
る。しかしながら、時間の経過とともに、（Ｘ）電池で
は著しく電圧低下が認められるのに対して、（Ｂ）電池
では若干しか電圧が低下せず、長期にわたって電池性能
が低下しないことが認められる。 〔その他の事項〕γ−リチウムアルミネートに添加す
るものとしては、上記実施例に示すマグネシアに限定す
るものではなく、その他のアルカリ土類系酸化物を用い
ることが可能である。マグネシア（アルカリ土類系酸
化物）の添加量は限定するものではないが、３〜８５wt
％の範囲であることが好ましい。上記第１実施例では
電解質板を三層構造としたが、このような構造に限定す
るものではなく、積重枚数及び積重方法は適宜選択可能
である。また、単層構造とすることも可能である。粒
子状マグネシアと繊維状マグネシアとの混合比も適宜選
択でき、且つどちらか一方のみを使用しても上記と同様
の効果を有することを実験により確認している。γ−
リチウムアルミネートの粒子径は０．１μｍに限定する
ものではないが、好ましくは、０．０５〜０．５μｍの
範囲であることが好ましい。一方、粒子状マグネシア
（アルカリ土類系酸化物）の粒径は限定するものではな
いが、８０〜１２０μｍの範囲であることが好ましい。
また、繊維状マグネシア（アルカリ土類系酸化物）の繊
維径は限定するものではないが、０．５〜５μｍ程度で
あることが好ましい。
明の（Ｂ）電池，比較例の（Ｘ）電池とも略同等であ
る。しかしながら、時間の経過とともに、（Ｘ）電池で
は著しく電圧低下が認められるのに対して、（Ｂ）電池
では若干しか電圧が低下せず、長期にわたって電池性能
が低下しないことが認められる。 〔その他の事項〕γ−リチウムアルミネートに添加す
るものとしては、上記実施例に示すマグネシアに限定す
るものではなく、その他のアルカリ土類系酸化物を用い
ることが可能である。マグネシア（アルカリ土類系酸
化物）の添加量は限定するものではないが、３〜８５wt
％の範囲であることが好ましい。上記第１実施例では
電解質板を三層構造としたが、このような構造に限定す
るものではなく、積重枚数及び積重方法は適宜選択可能
である。また、単層構造とすることも可能である。粒
子状マグネシアと繊維状マグネシアとの混合比も適宜選
択でき、且つどちらか一方のみを使用しても上記と同様
の効果を有することを実験により確認している。γ−
リチウムアルミネートの粒子径は０．１μｍに限定する
ものではないが、好ましくは、０．０５〜０．５μｍの
範囲であることが好ましい。一方、粒子状マグネシア
（アルカリ土類系酸化物）の粒径は限定するものではな
いが、８０〜１２０μｍの範囲であることが好ましい。
また、繊維状マグネシア（アルカリ土類系酸化物）の繊
維径は限定するものではないが、０．５〜５μｍ程度で
あることが好ましい。
【００２６】これは、アルカリ土類系酸化物の粒径がγ
−リチウムアルミネートの粒子径より大きく構成されて
いれば、例えクラックが形成されても粒径の大きなアル
カリ土類系酸化物でクラックが停止する。したがって、
大きなクラックが形成されることによる反応ガスのクロ
スリークを抑制することができるという理由による。
−リチウムアルミネートの粒子径より大きく構成されて
いれば、例えクラックが形成されても粒径の大きなアル
カリ土類系酸化物でクラックが停止する。したがって、
大きなクラックが形成されることによる反応ガスのクロ
スリークを抑制することができるという理由による。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
池作動時には、溶融電解質中にマグネシウムイオンが飽
和状態で溶存することになり、カソード剤の酸化ニッケ
ルが電解質中に溶出するのを阻止できる。加えて、ニッ
ケルイオンの溶出，再析出によるカソード−アソード両
極間の短絡を防止するバリアーとしての役目も有する。
池作動時には、溶融電解質中にマグネシウムイオンが飽
和状態で溶存することになり、カソード剤の酸化ニッケ
ルが電解質中に溶出するのを阻止できる。加えて、ニッ
ケルイオンの溶出，再析出によるカソード−アソード両
極間の短絡を防止するバリアーとしての役目も有する。
【００２８】これらの結果、長期にわたってニッケルの
溶出と、両極間の短絡とを抑制することができるので、
電池特性を飛躍的に向上させることができるといった優
れた効果を奏する。
溶出と、両極間の短絡とを抑制することができるので、
電池特性を飛躍的に向上させることができるといった優
れた効果を奏する。
【図１】本発明の第１実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電
池を示す断面図である。
池を示す断面図である。
【図２】図１の電池の要部断面図である。
【図３】本発明の（Ａ）電池及び比較例の（Ｘ）電池に
おける、放電時間と電池電圧との関係を示すグラフであ
る。
おける、放電時間と電池電圧との関係を示すグラフであ
る。
【図４】本発明の第２実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電
池の要部断面図である。
池の要部断面図である。
【図５】本発明の（Ｂ）電池及び比較例の（Ｘ）電池に
おける、放電時間と電池電圧との関係を示すグラフであ
る。
おける、放電時間と電池電圧との関係を示すグラフであ
る。
１ 電解質板
１ａ 第１電解質保持体
１ｂ 第２電解質保持体
２ カソード
３ アノード
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 尾久土 公彦
守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株
式会社内
(72)発明者 中西 直哉
守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株
式会社内
(72)発明者 齋藤 俊彦
守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株
式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 アノードとカソードとの間には、電解質
が含浸された電解質板が配置された構造の溶融炭酸塩型
燃料電池において、前記電解質板は複数の電解質保持板
が積層された構造を成し、且つこれら電解質保持板のう
ち少なくとも１つの電解質保持板はアルカリ土類系酸化
物から成る一方、他の電解質保持板はリチウムアルミネ
ートから成ることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項２】 アノードとカソードとの間には、リチウ
ムアルミネートを主体とし電解質が含浸された電解質板
が配置された構造の溶融炭酸塩型燃料電池において、前
記電解質板には、アルカリ土類系酸化物が含有されてい
ることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151470A JPH053039A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151470A JPH053039A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053039A true JPH053039A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15519225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3151470A Pending JPH053039A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053039A (ja) |
-
1991
- 1991-06-24 JP JP3151470A patent/JPH053039A/ja active Pending
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