JPH0722039A - 溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板及びその製造方法 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0722039A JPH0722039A JP6102287A JP10228794A JPH0722039A JP H0722039 A JPH0722039 A JP H0722039A JP 6102287 A JP6102287 A JP 6102287A JP 10228794 A JP10228794 A JP 10228794A JP H0722039 A JPH0722039 A JP H0722039A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium aluminate
- matrix plate
- fuel cell
- molten carbonate
- carbonate fuel
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- H01M8/0295—Matrices for immobilising electrolyte melts
-
- 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
- H01M8/02—Details
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度が高くて品質が向上した溶融炭酸塩燃料
電池用マトリックス板及びその低廉な費用による製造方
法を提供する。 【構成】 γ−リチウムアルミネイトをアンモニアガス
に飽和させてナトリウム金属を添加する行程を含む本発
明のマトリックス製造方法によると、低い焼結温度でも
粒径が大きいγ−リチウムアルミネイト粒子を製造する
ことができ、このように製造された例えば直径の大きさ
が４〜１０μm のγ−リチウムアルミネイト粒子を主成
分に含むマトリックス板は、高い強度を有する。
電池用マトリックス板及びその低廉な費用による製造方
法を提供する。 【構成】 γ−リチウムアルミネイトをアンモニアガス
に飽和させてナトリウム金属を添加する行程を含む本発
明のマトリックス製造方法によると、低い焼結温度でも
粒径が大きいγ−リチウムアルミネイト粒子を製造する
ことができ、このように製造された例えば直径の大きさ
が４〜１０μm のγ−リチウムアルミネイト粒子を主成
分に含むマトリックス板は、高い強度を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融炭酸塩燃料電池
（Molten Carbonate Fuel Cell: 以下ＭＣＦＣと称す
る) 用マトリックス板及びその製造方法に係り、詳細に
は低い温度での焼結によっても高い強度を有するマトリ
ックス板及びその製造方法に関するものである。
（Molten Carbonate Fuel Cell: 以下ＭＣＦＣと称す
る) 用マトリックス板及びその製造方法に係り、詳細に
は低い温度での焼結によっても高い強度を有するマトリ
ックス板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、燃料ガスと酸化剤ガスとを
電気化学的に反応させて生ずるエネルギーを直接電気エ
ネルギーに変換させて使う新たな発電システムであり、
電力用発電設備，航空宇宙基地の電源，海上又は海岸に
おいての無人施設の電源，固定又は移動無線の電源，自
動車用電源，家庭用電気器具の電源又はレジャー用電気
器具の電源などに、深い関心を持って検討されている。
電気化学的に反応させて生ずるエネルギーを直接電気エ
ネルギーに変換させて使う新たな発電システムであり、
電力用発電設備，航空宇宙基地の電源，海上又は海岸に
おいての無人施設の電源，固定又は移動無線の電源，自
動車用電源，家庭用電気器具の電源又はレジャー用電気
器具の電源などに、深い関心を持って検討されている。
【０００３】燃料電池を区分すると、高温（約５００な
いし７００℃）で作動する溶融炭酸塩電解質燃料電池、
２００℃付近で作動する燐酸電解質型燃料電池、常温な
いし約１００℃以下で作動するアルカリ電解質型燃料電
池、又は１０００℃の高温で作動する固体電解質型燃料
電地などがある。溶融炭酸塩燃料電池（ＭＣＦＣ）は、
多孔性Ｎｉ陽電極（anode)、Ｌｉがトープされた多孔性
Ｎｉ酸化物陰電極（cathode)、及び電解質として炭酸リ
チウム（Li2CO3）と炭酸カリウム(K2CO3) との混合炭酸
塩を含沈させたリチウムアルミネイト（lithium alumin
ate)マトリックスより構成される。この電解質は、電池
の作動温度の５００ないし７００℃で溶融イオン化さ
れ、ここで生成された炭酸塩イオンが電極の間での電子
流れを誘発するようになる。水素は、陽電極領域で消耗
されて水，二酸化炭素及び電子を生成して、電子が外部
回路を通じて陰電極に流れて所望の電流が生成される。
いし７００℃）で作動する溶融炭酸塩電解質燃料電池、
２００℃付近で作動する燐酸電解質型燃料電池、常温な
いし約１００℃以下で作動するアルカリ電解質型燃料電
池、又は１０００℃の高温で作動する固体電解質型燃料
電地などがある。溶融炭酸塩燃料電池（ＭＣＦＣ）は、
多孔性Ｎｉ陽電極（anode)、Ｌｉがトープされた多孔性
Ｎｉ酸化物陰電極（cathode)、及び電解質として炭酸リ
チウム（Li2CO3）と炭酸カリウム(K2CO3) との混合炭酸
塩を含沈させたリチウムアルミネイト（lithium alumin
ate)マトリックスより構成される。この電解質は、電池
の作動温度の５００ないし７００℃で溶融イオン化さ
れ、ここで生成された炭酸塩イオンが電極の間での電子
流れを誘発するようになる。水素は、陽電極領域で消耗
されて水，二酸化炭素及び電子を生成して、電子が外部
回路を通じて陰電極に流れて所望の電流が生成される。
【０００４】ＭＣＦＣのマトリックス板は、一般にγ−
リチウムアルミネイト（γ-LiAlO2）からなっている
が、約１ｍ2 の広さと0.5 〜−２ mm の厚さの多孔性タ
イルより形成される。このようなマトリックス板は、電
解質の混合炭酸塩（Li2CO3/K2CO3）を支持する役割を
し、作動時には陰電極（cathode)で生成されたCO3 -2 イ
オンが陽電極へ移動する時の通路を提供する。又、両側
電極を電気的に絶縁させて、各電極に流入される燃料及
び空気などの反応物が燃料電池内部で互いに混ざらない
ようにし、湿密封（wet seal) 機能として電池外部にガ
スが漏出することを防止する役割もする。他の電気科学
システムとは異なり、電解質が含沈されたマトリックス
板は、常温では固体状態に存在するが、ＭＣＦＣ作動温
度の６５０℃では溶融（paste)状態で存在する特徴があ
る。従って、マトリックス板の性能は、主に燃料電池の
内部抵抗，ガス移動性（gas cross-over) 及び湿密封機
能によって決定される。
リチウムアルミネイト（γ-LiAlO2）からなっている
が、約１ｍ2 の広さと0.5 〜−２ mm の厚さの多孔性タ
イルより形成される。このようなマトリックス板は、電
解質の混合炭酸塩（Li2CO3/K2CO3）を支持する役割を
し、作動時には陰電極（cathode)で生成されたCO3 -2 イ
オンが陽電極へ移動する時の通路を提供する。又、両側
電極を電気的に絶縁させて、各電極に流入される燃料及
び空気などの反応物が燃料電池内部で互いに混ざらない
ようにし、湿密封（wet seal) 機能として電池外部にガ
スが漏出することを防止する役割もする。他の電気科学
システムとは異なり、電解質が含沈されたマトリックス
板は、常温では固体状態に存在するが、ＭＣＦＣ作動温
度の６５０℃では溶融（paste)状態で存在する特徴があ
る。従って、マトリックス板の性能は、主に燃料電池の
内部抵抗，ガス移動性（gas cross-over) 及び湿密封機
能によって決定される。
【０００５】ＭＣＦＣマトリックス板は、室温と電池作
動温度間の温度差によるストレスを受けがちであり、構
造的な安定性が問題になるので、これを向上させようと
する研究がなされている。例えば、米国特許第４，３２
２，４８２号では、サブミクロン単位のリチウムアルミ
ネイト支持粒子に、少なくとも５０ミクロンの粒径を有
するリチウムアルミネイト粒子及び／又はアルミナ粒子
などを２０容量％以下添加して、温度変化によるクラッ
ク（crack)形成を抑制しようとした。又、米国特許第
４，５１１，６３６号では、粒径が約１ミクロンより小
さい不活性物質に粒径が約２５ミクロンより大きいセラ
ミック粒子を混合して、有機バインダーを約３５容量％
添加して製造するようにして、ＭＣＦＣ製造時の圧縮に
耐えることができて割れないマトリックスを開示してお
り、不活性物質としてはリチウムアルミネイトを、セラ
ミック粒子としてアルミナを例示している。
動温度間の温度差によるストレスを受けがちであり、構
造的な安定性が問題になるので、これを向上させようと
する研究がなされている。例えば、米国特許第４，３２
２，４８２号では、サブミクロン単位のリチウムアルミ
ネイト支持粒子に、少なくとも５０ミクロンの粒径を有
するリチウムアルミネイト粒子及び／又はアルミナ粒子
などを２０容量％以下添加して、温度変化によるクラッ
ク（crack)形成を抑制しようとした。又、米国特許第
４，５１１，６３６号では、粒径が約１ミクロンより小
さい不活性物質に粒径が約２５ミクロンより大きいセラ
ミック粒子を混合して、有機バインダーを約３５容量％
添加して製造するようにして、ＭＣＦＣ製造時の圧縮に
耐えることができて割れないマトリックスを開示してお
り、不活性物質としてはリチウムアルミネイトを、セラ
ミック粒子としてアルミナを例示している。
【０００６】リチウムアルミネイトは、α，β，γの３
相を有するが、相が混合されるとタイルの分裂及び電解
質（electrolyte)損失が引き起こされる。これらの相中
で一番安定なものはγ相であって、純粋なγ相のリチウ
ムアルミネイトは約４０，０００時間の寿命を有し、現
在はこのγ−リチウムアルミネイトよりなっているマト
リックス板が一番広く使われている。
相を有するが、相が混合されるとタイルの分裂及び電解
質（electrolyte)損失が引き起こされる。これらの相中
で一番安定なものはγ相であって、純粋なγ相のリチウ
ムアルミネイトは約４０，０００時間の寿命を有し、現
在はこのγ−リチウムアルミネイトよりなっているマト
リックス板が一番広く使われている。
【０００７】図１には、従来の方法によって前記純粋な
γ−リチウムアルミネイトを１２００℃で４時間焼結さ
せて製造した試片の走査電子顕微鏡（SEM)写真を示し
た。これから見ると、従来の方法によって製造されたＭ
ＣＦＣのマトリックス板においては、その構成物質のγ
−リチウムアルミネイト粒子が比較的小さいことが分か
る（約１μm 程度）。従って、製造されたマトリックス
板で適切な気孔分布を有せず、構造的安定性が維持され
ずに強度が低いという欠点がある。又、これを製造する
時には、焼結温度が高くて全体的なマトリックス板製造
費用が多くなる問題点がある。
γ−リチウムアルミネイトを１２００℃で４時間焼結さ
せて製造した試片の走査電子顕微鏡（SEM)写真を示し
た。これから見ると、従来の方法によって製造されたＭ
ＣＦＣのマトリックス板においては、その構成物質のγ
−リチウムアルミネイト粒子が比較的小さいことが分か
る（約１μm 程度）。従って、製造されたマトリックス
板で適切な気孔分布を有せず、構造的安定性が維持され
ずに強度が低いという欠点がある。又、これを製造する
時には、焼結温度が高くて全体的なマトリックス板製造
費用が多くなる問題点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題点を解決するためになされたものであって、強度が
高くて品質が向上したＭＣＦＣ用マトリックス板を提供
することである。本発明の他の目的は、低廉な費用で前
記のような強度が高くて品質が向上したＭＣＦＣ用マト
リックス板を製造する方法を提供することである。
問題点を解決するためになされたものであって、強度が
高くて品質が向上したＭＣＦＣ用マトリックス板を提供
することである。本発明の他の目的は、低廉な費用で前
記のような強度が高くて品質が向上したＭＣＦＣ用マト
リックス板を製造する方法を提供することである。
【０００９】
【課題を達成するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板は、
粒径がほぼ４〜１０μm であるγ−リチウムアルミネイ
ト（γ-LiAlO2 ）を主要構成成分とすることを特徴とす
る。ここで、前記粒径がほぼ４〜１０μm のγ−リチゥ
ムアルミネイトが６０重量％以上含有される。
に、本発明の溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板は、
粒径がほぼ４〜１０μm であるγ−リチウムアルミネイ
ト（γ-LiAlO2 ）を主要構成成分とすることを特徴とす
る。ここで、前記粒径がほぼ４〜１０μm のγ−リチゥ
ムアルミネイトが６０重量％以上含有される。
【００１０】又、本発明の溶融炭酸塩燃料電池用マトリ
ックス板の製造方法は、γ−リチウムアルミネイト（γ
-LiAlO2 ）粒子を粉砕する行程と、前記粉砕されたγ−
リチウムアルミネイトを溶媒中で攪拌する行程と、前記
攪拌された混合物にアンモニアガスを飽和させて、さら
に攪拌する行程と、得られた混合物にナトリウム金属を
添加する行程と、前記ナトリウム金属が添加された混合
物から沈殿物を取る行程と、前記沈殿物を乾燥させて焼
結させる行程とを含むことを特徴とする。
ックス板の製造方法は、γ−リチウムアルミネイト（γ
-LiAlO2 ）粒子を粉砕する行程と、前記粉砕されたγ−
リチウムアルミネイトを溶媒中で攪拌する行程と、前記
攪拌された混合物にアンモニアガスを飽和させて、さら
に攪拌する行程と、得られた混合物にナトリウム金属を
添加する行程と、前記ナトリウム金属が添加された混合
物から沈殿物を取る行程と、前記沈殿物を乾燥させて焼
結させる行程とを含むことを特徴とする。
【００１１】ここで、前記アンモニアガスを飽和させて
攪拌する行程では、ほぼ３５０Ｘ〜４５０Ｘml( Ｘは前
記γ−リチウムアルミネイトの総質量（ｇ））のアンモ
ニアガスを流入して、ほぼ２３〜２５時間の間攪拌す
る。また、前記ナトリウム金属の添加行程では、ほぼＸ
／５０モル（Ｘは前記γ−リチウムアルミネイトの総質
量（ｇ））の量のナトリウム金属を、爆発的に反応しな
いようにほぼ３０〜３５回に分けて添加する。また、前
記焼結がほぼ６００〜１１００℃の温度範囲でほぼ３〜
５時間の間遂行されることが好ましい。また、前記溶媒
が２−プロパノール（２−propanol) であるのが好まし
い。
攪拌する行程では、ほぼ３５０Ｘ〜４５０Ｘml( Ｘは前
記γ−リチウムアルミネイトの総質量（ｇ））のアンモ
ニアガスを流入して、ほぼ２３〜２５時間の間攪拌す
る。また、前記ナトリウム金属の添加行程では、ほぼＸ
／５０モル（Ｘは前記γ−リチウムアルミネイトの総質
量（ｇ））の量のナトリウム金属を、爆発的に反応しな
いようにほぼ３０〜３５回に分けて添加する。また、前
記焼結がほぼ６００〜１１００℃の温度範囲でほぼ３〜
５時間の間遂行されることが好ましい。また、前記溶媒
が２−プロパノール（２−propanol) であるのが好まし
い。
【００１２】
【作用】本発明の方法によって、γ−リチウムアルミネ
イトを溶媒中でアンモニアガス及びナトリウム金属を添
加して処理すると、比較的低い温度で焼結しても、純度
が高く粒径の大きいγ−リチウムアルミネイトよりなる
強度が高く品質が優秀なＭＣＦＣ用マトリックス板を得
ることができる。
イトを溶媒中でアンモニアガス及びナトリウム金属を添
加して処理すると、比較的低い温度で焼結しても、純度
が高く粒径の大きいγ−リチウムアルミネイトよりなる
強度が高く品質が優秀なＭＣＦＣ用マトリックス板を得
ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明のマトリ
ックス板製造方法の実施例を詳細に説明する。まず、γ
−リチウムアルミネイトをボールミリングして粒子の大
きさを一定にする。４〜６Åの分子篩（molecular siev
e)で水を除去した２−プロパノールにγ−リチウムアル
ミネイトを添加して約２３〜２５時間の間攪拌する。こ
こにアンモニアガスを流入させてアンモニアガスに飽和
させたのちに、さらに約２３〜２５時間の間攪拌する。
ここで、アンモニアガスは流量計を使用して前記γ−リ
チウムアルミネイトの総質量（Ｘｇ）に対して約３５０
Ｘ〜４５０Ｘ（ml) の量流入させて飽和させる。γ−リ
チウムアルミネイトと２−プロパノールとの混合物の攪
拌及びアンモニアガスの注入のための装置が、図８に示
されている。
ックス板製造方法の実施例を詳細に説明する。まず、γ
−リチウムアルミネイトをボールミリングして粒子の大
きさを一定にする。４〜６Åの分子篩（molecular siev
e)で水を除去した２−プロパノールにγ−リチウムアル
ミネイトを添加して約２３〜２５時間の間攪拌する。こ
こにアンモニアガスを流入させてアンモニアガスに飽和
させたのちに、さらに約２３〜２５時間の間攪拌する。
ここで、アンモニアガスは流量計を使用して前記γ−リ
チウムアルミネイトの総質量（Ｘｇ）に対して約３５０
Ｘ〜４５０Ｘ（ml) の量流入させて飽和させる。γ−リ
チウムアルミネイトと２−プロパノールとの混合物の攪
拌及びアンモニアガスの注入のための装置が、図８に示
されている。
【００１４】図８の装置において、２は電源によって磁
気力を発生する磁石式攪拌機（magnetic stirrer) 、４
は前記磁石式攪拌機２によって回転される磁気棒（magn
eticbar) 、６はγ−リチウムアルミネイトと２−プロ
パノールとの混合物、８は真空ポンプ(vacuum pump) で
ある。そして、１０はアンモニアガスが充満したガスタ
ンク、１２は固体塩化カルシウム（calcium chloride)
が入ったフラスコ、１４は固体塩化カルシウム、１６は
氷と塩化ナトリウムとの混合物、１８は固体ナトリウ
ム、２０はドライアイスとアセトンとの混合物である。
そして、２２と２４とはバルブである。
気力を発生する磁石式攪拌機（magnetic stirrer) 、４
は前記磁石式攪拌機２によって回転される磁気棒（magn
eticbar) 、６はγ−リチウムアルミネイトと２−プロ
パノールとの混合物、８は真空ポンプ(vacuum pump) で
ある。そして、１０はアンモニアガスが充満したガスタ
ンク、１２は固体塩化カルシウム（calcium chloride)
が入ったフラスコ、１４は固体塩化カルシウム、１６は
氷と塩化ナトリウムとの混合物、１８は固体ナトリウ
ム、２０はドライアイスとアセトンとの混合物である。
そして、２２と２４とはバルブである。
【００１５】γ−リチウムアルミネイトとプロパノール
との攪拌混合物をアンモニアガスで飽和させたのちに、
１日程度攪拌して反応が完全に進行すると、Ｘ／モルの
ナトリウム（sodium）金属を添加するが、爆発的な反応
が起こることを避けるためにほぼ３０〜３５回に分けて
少量ずつ添加する。次には、この混合物から遠心分離な
どを通じて沈殿物を分離する。得られた沈殿物を乾燥さ
せたのち、ほぼ６００〜１０００℃で約３〜５時間の間
焼結させることにより、強度の高い本実施例のマトリッ
クス板を形成することができる。
との攪拌混合物をアンモニアガスで飽和させたのちに、
１日程度攪拌して反応が完全に進行すると、Ｘ／モルの
ナトリウム（sodium）金属を添加するが、爆発的な反応
が起こることを避けるためにほぼ３０〜３５回に分けて
少量ずつ添加する。次には、この混合物から遠心分離な
どを通じて沈殿物を分離する。得られた沈殿物を乾燥さ
せたのち、ほぼ６００〜１０００℃で約３〜５時間の間
焼結させることにより、強度の高い本実施例のマトリッ
クス板を形成することができる。
【００１６】本実施例の方法のように、γ−リチウムア
ルミネイトに化学的処理を行うと粒子はゾル形態を経る
ようになるが、この際に粒径は数nm程度になる。次に、
これを焼結すると粒径が大きくなるが、焼結温度と時間
とを調節することによって粒径の調節が可能である。以
下、本発明の望ましい実施例を比較例と共に具体的に説
明する。但し、本発明が下記の実施例だけに限定される
ことはない。
ルミネイトに化学的処理を行うと粒子はゾル形態を経る
ようになるが、この際に粒径は数nm程度になる。次に、
これを焼結すると粒径が大きくなるが、焼結温度と時間
とを調節することによって粒径の調節が可能である。以
下、本発明の望ましい実施例を比較例と共に具体的に説
明する。但し、本発明が下記の実施例だけに限定される
ことはない。
【００１７】実験に使われた原料は、７２時間の間ボ−
ルミリングしたγ−リチウムアルミネイト、５Å分子篩
で水を取り除いた２−プロパノール、ナトリウム金属
（直径３〜８ｍｍ，０・１ｇ/ 個）などである。アンモ
ニアは純度９８％のものを使ったが、純度が落ちて水が
含まれていると予想されるので、図８に示したように塩
化カルシウム（固体塩化カルシウム１２，１４）を通過
させ、除湿して使用した。
ルミリングしたγ−リチウムアルミネイト、５Å分子篩
で水を取り除いた２−プロパノール、ナトリウム金属
（直径３〜８ｍｍ，０・１ｇ/ 個）などである。アンモ
ニアは純度９８％のものを使ったが、純度が落ちて水が
含まれていると予想されるので、図８に示したように塩
化カルシウム（固体塩化カルシウム１２，１４）を通過
させ、除湿して使用した。
【００１８】得られた物質を確認するのに使った機器と
しては、走査電子顕微鏡（ScanningElectron Microscop
e、JSM 5200 JEOL CO.)とＸ線回折分析機（Ｘ-ray diff
ractometer,Rigaku Co.) とを表面と格子構造の確認の
ために使用し、誘導対プラズマ（Inductively coupled
plasma,Perkin Elmer Plasma 40)と、カスクロマトグラ
フィー質量分光計（Gaschromatography-Mass spectrome
ter,GC-MASS HP 5988)と、赤外線分光分析機（IR spect
rometer, Biorad FT-60)と、紫外線−可視光線分光分析
機（UV-VIS spectrometer, HP diode array 8452A)とを
造成物質の確認のために使用した。
しては、走査電子顕微鏡（ScanningElectron Microscop
e、JSM 5200 JEOL CO.)とＸ線回折分析機（Ｘ-ray diff
ractometer,Rigaku Co.) とを表面と格子構造の確認の
ために使用し、誘導対プラズマ（Inductively coupled
plasma,Perkin Elmer Plasma 40)と、カスクロマトグラ
フィー質量分光計（Gaschromatography-Mass spectrome
ter,GC-MASS HP 5988)と、赤外線分光分析機（IR spect
rometer, Biorad FT-60)と、紫外線−可視光線分光分析
機（UV-VIS spectrometer, HP diode array 8452A)とを
造成物質の確認のために使用した。
【００１９】（実施例１）まず、γ−リチウムアルミネ
イト（Johnson & Metly Co.)を枝が３つ付いた５００ml
反応容器で７２時間の間ボ−ルミリングして粒子の大き
さを一定にした。次に、γ−形態をさらに確実に作るた
めに前記ボ−ルミリングされたγ−リチウムアルミネイ
トを１０００℃で６時間の間反応させた。
イト（Johnson & Metly Co.)を枝が３つ付いた５００ml
反応容器で７２時間の間ボ−ルミリングして粒子の大き
さを一定にした。次に、γ−形態をさらに確実に作るた
めに前記ボ−ルミリングされたγ−リチウムアルミネイ
トを１０００℃で６時間の間反応させた。
【００２０】５Åの分子篩で２４時間の間水を取り除い
た２−プロパノール（GR grade,Merck Co.) ３００ml
を、前記γ−リチウムアルミネイト５０g に加えて攪拌
するが、図８に示したような装置を使用して磁石式攪拌
機（magnetic stirrer) 上で２４時間程度攪拌すること
により遂行した。次に、この混合物にアンモニアガスを
流入させて飽和させるが、図８に示したような装置を使
用して、塩化カルシウム，塩化ナトリウムと氷，及びア
セトンとドライアイスを通過させて１分当り４００ccの
量を流して飽和状態になるようにした。飽和状態の確認
は、反応容器中で逆気圧（back pressure ) が掛かり溶
液が逆流する現像から確認することができた。
た２−プロパノール（GR grade,Merck Co.) ３００ml
を、前記γ−リチウムアルミネイト５０g に加えて攪拌
するが、図８に示したような装置を使用して磁石式攪拌
機（magnetic stirrer) 上で２４時間程度攪拌すること
により遂行した。次に、この混合物にアンモニアガスを
流入させて飽和させるが、図８に示したような装置を使
用して、塩化カルシウム，塩化ナトリウムと氷，及びア
セトンとドライアイスを通過させて１分当り４００ccの
量を流して飽和状態になるようにした。飽和状態の確認
は、反応容器中で逆気圧（back pressure ) が掛かり溶
液が逆流する現像から確認することができた。
【００２１】アンモニアガスに飽和させたのち１日間充
分に混ぜて反応が完全に進行されると、ナトリウム金属
（Aldrich Co.sphere 3 〜8mm, 0.1g/個）をほぼ３０〜
３５回に分けて少量ずつ添加した。反応混合物を遠心分
離して沈殿物を得、これをオ−ブンで乾燥させた後、Ｘ
線回折分析機（Ｘ-ray diffractometer)で粉末の物性を
調査した。次に、この粉末に８０００KPa/ｃｍ2 の圧力
を加えて直径1.5 ｃｍ大きさの試片を製造して、１００
℃で４時間の間焼結した。
分に混ぜて反応が完全に進行されると、ナトリウム金属
（Aldrich Co.sphere 3 〜8mm, 0.1g/個）をほぼ３０〜
３５回に分けて少量ずつ添加した。反応混合物を遠心分
離して沈殿物を得、これをオ−ブンで乾燥させた後、Ｘ
線回折分析機（Ｘ-ray diffractometer)で粉末の物性を
調査した。次に、この粉末に８０００KPa/ｃｍ2 の圧力
を加えて直径1.5 ｃｍ大きさの試片を製造して、１００
℃で４時間の間焼結した。
【００２２】図２は、前記１０００℃で４時間の間焼結
して製造した試片の走査電子顕微鏡写真である。これか
ら、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなっていて、
粒子直径の大部分がほぼ１〜２０μm の範囲内にあるこ
とを確認することができた。この中で粒径が１〜４μm
のγ−リチウムアルミネイト粒子は全体成分の約２０％
であり、粒径が４〜２０μm のγ−リチウムアルミネイ
ト粒子が全体成分の約８０％であった。
して製造した試片の走査電子顕微鏡写真である。これか
ら、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなっていて、
粒子直径の大部分がほぼ１〜２０μm の範囲内にあるこ
とを確認することができた。この中で粒径が１〜４μm
のγ−リチウムアルミネイト粒子は全体成分の約２０％
であり、粒径が４〜２０μm のγ−リチウムアルミネイ
ト粒子が全体成分の約８０％であった。
【００２３】（実施例２）実施例１の場合と同様の方法
によって試片を製造した後、９００℃で４時間の間焼結
した。図３は、前記実施例によって９００℃で４時間の
間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真である。
これから、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなって
いて、粒径が１〜４μm のγ−リチウムアルミネイト粒
子が全体成分の約４０％であり、粒径が４〜２０μm の
粒子は全体成分の約６０％であることがわかる。
によって試片を製造した後、９００℃で４時間の間焼結
した。図３は、前記実施例によって９００℃で４時間の
間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真である。
これから、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなって
いて、粒径が１〜４μm のγ−リチウムアルミネイト粒
子が全体成分の約４０％であり、粒径が４〜２０μm の
粒子は全体成分の約６０％であることがわかる。
【００２４】（実施例３）実施例１の場合と同様な方法
によって試片を製造した後、８００℃で４時間の間焼結
した。図４は、前記実施例によって８００℃で４時間の
間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真である。
これから、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなって
おり、粒径が１〜４μm のγ−リチウムアルミネイト粒
子が全体成分の約４０％であり、粒径が４〜１５μm の
粒子は全体成分の約６０％であることがわかる。
によって試片を製造した後、８００℃で４時間の間焼結
した。図４は、前記実施例によって８００℃で４時間の
間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真である。
これから、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなって
おり、粒径が１〜４μm のγ−リチウムアルミネイト粒
子が全体成分の約４０％であり、粒径が４〜１５μm の
粒子は全体成分の約６０％であることがわかる。
【００２５】（実施例４）実施例１の場合と同様な方法
によって試片を製造した後、６５０℃で４時間の間焼結
した。図５は、前記実施例によって６５０℃で４時間の
間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡である。これ
から、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなってお
り、粒径が１〜４μm のγ−リチウムアルミネイト粒子
が全体成分の約４０％であり、粒径の大きさが４〜１０
μm の粒子は全体の約６０％であることが分かる。
によって試片を製造した後、６５０℃で４時間の間焼結
した。図５は、前記実施例によって６５０℃で４時間の
間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡である。これ
から、試片がγ−リチウムアルミネイトよりなってお
り、粒径が１〜４μm のγ−リチウムアルミネイト粒子
が全体成分の約４０％であり、粒径の大きさが４〜１０
μm の粒子は全体の約６０％であることが分かる。
【００２６】（比較例）純粋なγ−リチウムアルミネイ
トよりなっている試片を所定の形状に製造して（実施例
１の場合のボ−ルミリング行程、２−プロパノールとの
攪拌行程、飽和されたアンモニアガス内での攪拌行程、
ナトリウム金属を添加する行程、混合物を遠心分離して
沈殿されたものを取る行程、及び沈殿物を乾燥させる行
程を通らなくて）、直接１２００℃で４時間の間焼結し
た。
トよりなっている試片を所定の形状に製造して（実施例
１の場合のボ−ルミリング行程、２−プロパノールとの
攪拌行程、飽和されたアンモニアガス内での攪拌行程、
ナトリウム金属を添加する行程、混合物を遠心分離して
沈殿されたものを取る行程、及び沈殿物を乾燥させる行
程を通らなくて）、直接１２００℃で４時間の間焼結し
た。
【００２７】図１はこのように純粋なγ−リチウムアル
ミネイトを１２００℃で４時間焼結して製造した試片の
走査電子顕微鏡写真である。これから、試片がγ−リチ
ウムアルミネイトよりなっており、粒径が１〜４μｍの
粒子が殆どであることを確認することができた。以上
の、図１乃至図５に示した試片の走査電子顕微鏡写真を
比較して見ると、従来の方法によって製造された試片の
粒径に比較して、本実施例の方法によって製造された試
片の粒径がはるかに大きいことが分かる。
ミネイトを１２００℃で４時間焼結して製造した試片の
走査電子顕微鏡写真である。これから、試片がγ−リチ
ウムアルミネイトよりなっており、粒径が１〜４μｍの
粒子が殆どであることを確認することができた。以上
の、図１乃至図５に示した試片の走査電子顕微鏡写真を
比較して見ると、従来の方法によって製造された試片の
粒径に比較して、本実施例の方法によって製造された試
片の粒径がはるかに大きいことが分かる。
【００２８】次に、以上のように製造した試片の成分を
確認するために、実施例１によってアンモニアガスで飽
和させてナトリウム金属を添加した溶液を乾燥させて得
た粉末を、Ｘ線回折分析して純粋なγ−リチウムアルミ
ネイトと比較した。図６は純粋なγ−リチウムアルミネ
イトのＸ線回折分析データを示すグラフであって、図７
は本実施例の方法によって製造したγ−リチウムアルミ
ネイトのＸ線回折分析データを示すグラフである。図面
で、“●”で表示されたピークはγ−リチウムアルミネ
イトに対応するところであって、“□”で表示したピー
クはα-Al2O3に対応するところであって、“Ｘ”で表示
したピークはLiAl5O8 に対応するピークである。
確認するために、実施例１によってアンモニアガスで飽
和させてナトリウム金属を添加した溶液を乾燥させて得
た粉末を、Ｘ線回折分析して純粋なγ−リチウムアルミ
ネイトと比較した。図６は純粋なγ−リチウムアルミネ
イトのＸ線回折分析データを示すグラフであって、図７
は本実施例の方法によって製造したγ−リチウムアルミ
ネイトのＸ線回折分析データを示すグラフである。図面
で、“●”で表示されたピークはγ−リチウムアルミネ
イトに対応するところであって、“□”で表示したピー
クはα-Al2O3に対応するところであって、“Ｘ”で表示
したピークはLiAl5O8 に対応するピークである。
【００２９】純粋なγ−リチウムアルミネイトのＸ線回
折分析データを示す図６では、γ−リチウムアルミネイ
ト以外にもα-Al2O3及びLiAl5O8 など多数の物質が混ざ
って存在することを確認することができたが、これは純
粋なγ−リチウムアルミネイト中にも幾つかの酸化物が
不純物として存在することを意味する。反面、γ−リチ
ウムアルミネイトを本実施例の方法によって処理して得
た粉末のＸ線回折分析データを示す図７においては、純
粋なγ−リチウムアルミネイト（“●”で表示）のピー
クだけが示されることを確認できた。これは本実施例の
方法による処理を通じて、純粋なγ−リチウムアルミネ
イト生成物が得られることを意味する。即ち、本実施例
の方法によると、粒径が大きいのみならず極めて純粋な
γ−リチウムアルミネイトが得られるので、品質の優秀
なマトリックス板を製造することができるようになる。
折分析データを示す図６では、γ−リチウムアルミネイ
ト以外にもα-Al2O3及びLiAl5O8 など多数の物質が混ざ
って存在することを確認することができたが、これは純
粋なγ−リチウムアルミネイト中にも幾つかの酸化物が
不純物として存在することを意味する。反面、γ−リチ
ウムアルミネイトを本実施例の方法によって処理して得
た粉末のＸ線回折分析データを示す図７においては、純
粋なγ−リチウムアルミネイト（“●”で表示）のピー
クだけが示されることを確認できた。これは本実施例の
方法による処理を通じて、純粋なγ−リチウムアルミネ
イト生成物が得られることを意味する。即ち、本実施例
の方法によると、粒径が大きいのみならず極めて純粋な
γ−リチウムアルミネイトが得られるので、品質の優秀
なマトリックス板を製造することができるようになる。
【００３０】データをさらに細かく分析して見ると、出
発物質として使われたγ−リチウムアルミネイトには１
０％程度のα-Al2O3が含まれていることが分かる。ここ
で本実施例の方法のように、アンモニアガスで処理して
ナトリウム金属を添加すると、このようなα-Al2O3が溶
けて金属アルコキシド（metal-alkoxide) のアルミニウ
ムイソプロポキシド(aluminum isopropoxide) を形成し
てゾル状態となり、以後焼結過程で互いに結合されて大
きい粒子に成長するようになる。
発物質として使われたγ−リチウムアルミネイトには１
０％程度のα-Al2O3が含まれていることが分かる。ここ
で本実施例の方法のように、アンモニアガスで処理して
ナトリウム金属を添加すると、このようなα-Al2O3が溶
けて金属アルコキシド（metal-alkoxide) のアルミニウ
ムイソプロポキシド(aluminum isopropoxide) を形成し
てゾル状態となり、以後焼結過程で互いに結合されて大
きい粒子に成長するようになる。
【００３１】粒径の大きい粒子を使ってマトリックス板
を製造するとその強度が高くなるが、これに対しては以
下の参考文献，及びを参考として次のように説明
することができる。即ち、粒径が小さい粒子よりなって
いる試片においては粉域構造がないので、相変移で誘発
される内部応力が全て粒界部分に集中されて粒界破壊が
主に生ずるが、反対に粒径が大きい粒子からなっている
試片においては各粒子が粉域構造を有するようになっ
て、これにより粒界に集中される内部応力が減少される
ので究極的に粒界破壊が減少する。資料の破壊様相は資
料の強度との連関性を有するようになるが、他の要因が
同一ならば粒界破壊の場合より粒界破壊が誘発される時
にさらに高い強度を必要とされることが知られている。
これは、一般的に粒界部分では粒子内部でより結合力が
弱いので、粒界破壊が誘発される時に粒界に従って亀裂
が容易に拡大できるからである。（参考文献： P.I.G
ushall and G.E. Gross, "Observations and Mechanism
s of Fracture in Polycrystalline Alumina",Eng. Fr
c. Mech.,1,463-471(1969) A.H.Heur,"Transgranula
r and Intergranular Fracture in Polycrystalline A
lumina", Ｊ.Am.Ceram.Soc.,510-511(1969), "粒子の
大きさによるＰＺＴセラミックスボディの破壊起動変
化”，ソウル大学大学院武器材料工学科修士学位論文(1
988)）。
を製造するとその強度が高くなるが、これに対しては以
下の参考文献，及びを参考として次のように説明
することができる。即ち、粒径が小さい粒子よりなって
いる試片においては粉域構造がないので、相変移で誘発
される内部応力が全て粒界部分に集中されて粒界破壊が
主に生ずるが、反対に粒径が大きい粒子からなっている
試片においては各粒子が粉域構造を有するようになっ
て、これにより粒界に集中される内部応力が減少される
ので究極的に粒界破壊が減少する。資料の破壊様相は資
料の強度との連関性を有するようになるが、他の要因が
同一ならば粒界破壊の場合より粒界破壊が誘発される時
にさらに高い強度を必要とされることが知られている。
これは、一般的に粒界部分では粒子内部でより結合力が
弱いので、粒界破壊が誘発される時に粒界に従って亀裂
が容易に拡大できるからである。（参考文献： P.I.G
ushall and G.E. Gross, "Observations and Mechanism
s of Fracture in Polycrystalline Alumina",Eng. Fr
c. Mech.,1,463-471(1969) A.H.Heur,"Transgranula
r and Intergranular Fracture in Polycrystalline A
lumina", Ｊ.Am.Ceram.Soc.,510-511(1969), "粒子の
大きさによるＰＺＴセラミックスボディの破壊起動変
化”，ソウル大学大学院武器材料工学科修士学位論文(1
988)）。
【００３２】前述した同一の理由によっても、本実施例
の方法によって純度が高くて粒径の大きいγ−リチウム
アルミネイト粒子で製造されたマトリックス板は、従来
の方法によって製造されたマトリックス板より高い強度
を有する優秀な品質のものであることが分かる。前記の
通り、本実施例の方法によって製造されたマトリックス
板の強度が高いことを確認するために、同一な大きさの
試片を同一な高さから投げて割れるとかひびがはいる程
度を比較する衝撃実験を行った。その結果を肉眼で判断
して試片の強度に等級に付けたが、これは表１に示した
通りである。
の方法によって純度が高くて粒径の大きいγ−リチウム
アルミネイト粒子で製造されたマトリックス板は、従来
の方法によって製造されたマトリックス板より高い強度
を有する優秀な品質のものであることが分かる。前記の
通り、本実施例の方法によって製造されたマトリックス
板の強度が高いことを確認するために、同一な大きさの
試片を同一な高さから投げて割れるとかひびがはいる程
度を比較する衝撃実験を行った。その結果を肉眼で判断
して試片の強度に等級に付けたが、これは表１に示した
通りである。
【００３３】
【表１】
【００３４】前記表１から、本実施例の方法によって製
造された試片の強度が高いことと、また焼結温度が高い
ほど強度が優秀なことを確認することができる。そし
て、本実施例の方法によって製造された試片であって
も、焼結温度が６５０℃以下と低ければ従来のものより
高い強度を得ることができなかったが、これにより、低
過ぎる温度で焼結すると優秀な効果を得られないことが
分かる。しかし、本実施例によるマトリックス板は従来
の方法と比較すると、比較的低い温度の１０００℃，９
００℃，８００℃及び６５０℃で焼結することによって
製造することができるので、製造費用を顕著に減少させ
うる長所もある。
造された試片の強度が高いことと、また焼結温度が高い
ほど強度が優秀なことを確認することができる。そし
て、本実施例の方法によって製造された試片であって
も、焼結温度が６５０℃以下と低ければ従来のものより
高い強度を得ることができなかったが、これにより、低
過ぎる温度で焼結すると優秀な効果を得られないことが
分かる。しかし、本実施例によるマトリックス板は従来
の方法と比較すると、比較的低い温度の１０００℃，９
００℃，８００℃及び６５０℃で焼結することによって
製造することができるので、製造費用を顕著に減少させ
うる長所もある。
【００３５】
【発明の効果】本発明により、強度が高くて品質が向上
したＭＣＦＣ用マトリックス板を提供できる。また、低
廉な費用で前記のような強度が高くて品質が向上したＭ
ＣＦＣ用マトリックス板を製造する方法を提供できる。
結論的には、本発明の方法によって低廉な費用で製造さ
れた溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板は優秀な強度
と品質を有するものとして極めて実用的なものである。
したＭＣＦＣ用マトリックス板を提供できる。また、低
廉な費用で前記のような強度が高くて品質が向上したＭ
ＣＦＣ用マトリックス板を製造する方法を提供できる。
結論的には、本発明の方法によって低廉な費用で製造さ
れた溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板は優秀な強度
と品質を有するものとして極めて実用的なものである。
【図１】従来の方法によって純粋なγ−リチウムアルミ
ネイトを１２００℃で４時間焼結して製造した試片の走
査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
ネイトを１２００℃で４時間焼結して製造した試片の走
査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図２】実施例１によってアンモニアガス及びナトリウ
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを１０００
℃で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真
である。
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを１０００
℃で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真
である。
【図３】実施例２によってアンモニアガス及びナトリウ
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを９００℃
で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真で
ある。
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを９００℃
で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真で
ある。
【図４】実施例３によってアンモニアガス及びナトリウ
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを８００℃
で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真で
ある。
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを８００℃
で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真で
ある。
【図５】実施例４によってアンモニアガス及びナトリウ
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを６５０℃
で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真で
ある。
ム金属を添加したγ−リチウムアルミネイトを６５０℃
で４時間焼結して製造した試片の走査電子顕微鏡写真で
ある。
【図６】純粋なγ−リチウムアルミネイトのＸ線回折分
析データのグラフを示す図である。
析データのグラフを示す図である。
【図７】本実施例の方法によってアンモニアガス及びナ
トリウム金属を添加して製造したγ−リチウムアルミネ
イトのＸ線回折分析データのグラフを示す図である。
トリウム金属を添加して製造したγ−リチウムアルミネ
イトのＸ線回折分析データのグラフを示す図である。
【図８】本実施例例による溶融炭酸塩燃料電池用マトリ
ックス板の製造方法を説明するための構成図である。
ックス板の製造方法を説明するための構成図である。
２ 磁石式攪拌機（magnetic stirrer) ４ 磁気棒（magnetic bar) ６ γ−リチウムアルミネイトと２−プロパノールとの
混合物 ８ 真空ポンプ(vacuum pump) １０ アンモニアガスが充満したガスタンク １２ 固体塩化カルシウム（calcium chloride) が入っ
たフラスコ １４ 固体塩化カルシウム １６ 氷と塩化ナトリウムとの混合物 １８ 固体ナトリウム ２０ ドライアイスとアセトンとの混合物 ２２，２４ バルブ
混合物 ８ 真空ポンプ(vacuum pump) １０ アンモニアガスが充満したガスタンク １２ 固体塩化カルシウム（calcium chloride) が入っ
たフラスコ １４ 固体塩化カルシウム １６ 氷と塩化ナトリウムとの混合物 １８ 固体ナトリウム ２０ ドライアイスとアセトンとの混合物 ２２，２４ バルブ
Claims (7)
- 【請求項１】 粒径がほぼ４〜１０μm であるγ−リチ
ウムアルミネイト（γ-LiAlO2 ）を主要構成成分とする
ことを特徴とする溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス
板。 - 【請求項２】 前記粒径がほぼ４〜１０μm のγ−リチ
ゥムアルミネイトが６０重量％以上含有されることを特
徴とする請求項１記載の溶融炭酸塩燃料電池用マトリッ
クス板。 - 【請求項３】 γ−リチウムアルミネイト（γ-LiAlO
2 ）粒子を粉砕する行程と、 前記粉砕されたγ−リチウムアルミネイトを溶媒中で攪
拌する行程と、 前記攪拌された混合物にアンモニアガスを飽和させて、
さらに攪拌する行程と、 得られた混合物にナトリウム金属を添加する行程と、 前記ナトリウム金属が添加された混合物から沈殿物を取
る行程と、 前記沈殿物を乾燥させて焼結させる行程とを含むことを
特徴とする溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板の製造
方法。 - 【請求項４】 前記アンモニアガスを飽和させて攪拌す
る行程では、ほぼ３５０Ｘ〜４５０Ｘml( Ｘは前記γ−
リチウムアルミネイトの総質量（ｇ））のアンモニアガ
スを流入して、ほぼ２３〜２５時間の間攪拌することを
特徴とする請求項３記載の溶融炭酸塩燃料電池用マトリ
ックス板の製造方法。 - 【請求項５】 前記ナトリウム金属の添加行程では、ほ
ぼＸ／５０モル（Ｘは前記γ−リチウムアルミネイトの
総質量（ｇ））の量のナトリウム金属を、爆発的に反応
しないようにほぼ３０〜３５回に分けて添加することを
特徴とする請求項３記載の溶融炭酸塩燃料電池用マトリ
ックス板の製造方法。 - 【請求項６】 前記焼結がほぼ６００〜１１００℃の温
度範囲でほぼ３〜５時間の間遂行されることを特徴とす
る請求項３記載の溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板
の製造方法。 - 【請求項７】 前記溶媒が２−プロパノール（２−prop
anol) であることを特徴とする請求項３記載の溶融炭酸
塩燃料電池用マトリックス板の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930011951A KR0125747B1 (ko) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 용융탄산염 연료전지용 매트릭스판 및 그 제조방법 |
| KR93-11951 | 1993-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722039A true JPH0722039A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2820886B2 JP2820886B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=19358206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6102287A Expired - Lifetime JP2820886B2 (ja) | 1993-06-29 | 1994-04-15 | 溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5427590A (ja) |
| JP (1) | JP2820886B2 (ja) |
| KR (1) | KR0125747B1 (ja) |
| CN (1) | CN1051407C (ja) |
| GB (1) | GB2279494B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5869203A (en) * | 1996-12-13 | 1999-02-09 | Energy Research Corporation | Electrolyte matrix for molten carbonate fuel cells |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261682A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池用電解質板の製法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4115632A (en) * | 1977-05-05 | 1978-09-19 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of preparing electrolyte for use in fuel cells |
| US4361631A (en) * | 1980-10-06 | 1982-11-30 | General Electric Company | Electrode material for molten carbonate fuel cells |
| US4386960A (en) * | 1980-10-06 | 1983-06-07 | General Electric Company | Electrode material for molten carbonate fuel cells |
| US4411968A (en) * | 1981-09-30 | 1983-10-25 | United Technologies Corporation | Molten carbonate fuel cell integral matrix tape and bubble barrier |
| US4526845A (en) * | 1981-09-30 | 1985-07-02 | United Technologies Corporation | Molten carbonate fuel cell integral matrix tape and bubble barrier |
| US4581302A (en) * | 1981-09-30 | 1986-04-08 | United Technologies Corporation | Molten carbonate fuel cell matrix tape |
| US4538348A (en) * | 1981-09-30 | 1985-09-03 | United Technologies Corporation | Molten carbonate fuel cell matrix tape and assembly method |
| US4423122A (en) * | 1982-04-26 | 1983-12-27 | General Electric Company | Electrode for molten carbonate fuel cell |
| US4540640A (en) * | 1983-04-29 | 1985-09-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Coated powder for electrolyte matrix for carbonate fuel cell |
| US4526812A (en) * | 1983-04-29 | 1985-07-02 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Coated powder for electrolyte matrix for carbonate fuel cell |
| US4511636A (en) * | 1983-11-07 | 1985-04-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Molten carbonate fuel cell matrices |
| US4710436A (en) * | 1985-03-27 | 1987-12-01 | Toppan Printing Co., Ltd | Molten carbonate fuel cell and method of manufacturing electrolyte plate thereof |
| US5316555A (en) * | 1992-11-03 | 1994-05-31 | Institute Of Gas Technology | Molten carbonate fuel cell electrolyte toughening |
-
1993
- 1993-06-29 KR KR1019930011951A patent/KR0125747B1/ko not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-07 GB GB9404327A patent/GB2279494B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-16 US US08/213,592 patent/US5427590A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-08 CN CN94104483A patent/CN1051407C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-15 JP JP6102287A patent/JP2820886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261682A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池用電解質板の製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2820886B2 (ja) | 1998-11-05 |
| GB9404327D0 (en) | 1994-04-20 |
| CN1097080A (zh) | 1995-01-04 |
| GB2279494A (en) | 1995-01-04 |
| KR0125747B1 (ko) | 1997-12-22 |
| CN1051407C (zh) | 2000-04-12 |
| US5427590A (en) | 1995-06-27 |
| GB2279494B (en) | 1996-10-09 |
| KR950002098A (ko) | 1995-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1265230A (zh) | 无机氢化合物,其分离方法,及其在燃料中的应用 | |
| Wang et al. | Improving the performance for direct electrolysis of CO 2 in solid oxide electrolysis cells with a Sr 1.9 Fe 1.5 Mo 0.5 O 6− δ electrode via infiltration of Pr 6 O 11 nanoparticles | |
| EP2857554A1 (en) | Electrochemical reactor and method for production of fuel gas | |
| Sidhu et al. | An X‐ray diffraction study of the hafnium‐hydrogen system | |
| Chen et al. | New zinc and bismuth doped glass sealants with substantially suppressed boron deposition and poisoning for solid oxide fuel cells | |
| JP2009263225A (ja) | ペロブスカイトまたは派生構造のチタン酸塩およびその用途 | |
| Tanwar et al. | Effect of carbonates addition on Ce0. 80Gd0. 20O1. 90 (GDC) nanorods prepared by wet chemical route for LT-SOFCs | |
| CN113430548B (zh) | 一种二氧化碳转化电解池及其制备方法与应用 | |
| Feng et al. | Significant Suppression of Sr Segregation to Substantially Enhance Performance of La0. 6Sr0. 4Co0. 4Fe0. 6O3‐δ Cathodes for SOFCs via Thermodynamic‐Kinetic Engineering | |
| JP4931362B2 (ja) | 燃料電池セル及び燃料電池 | |
| AU2008210043B2 (en) | A composite material suitable for use as an electrode material in a SOC | |
| Liu et al. | New insights into La0. 5Sr0. 5Fe1− xVxO3− δ perovskite anode for high-performance direct brown coal fuel cells | |
| TW200417517A (en) | Manufacturing method to improve oxygen ion conductivity | |
| US20210234183A1 (en) | Electrolyte material for solid oxide fuel cell and method for producing precursor therefor | |
| Emadi et al. | A nanoparticle-decorated bismuth-and nickel-doped Sr 2 Fe 1.5 Mo 0.5 O 6− δ cathode for enhanced CO 2 reduction in solid oxide electrolysis cells | |
| JPH0722039A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板及びその製造方法 | |
| CN111394748A (zh) | 一种用于co2电解的铁镍合金原位脱溶的层状钙钛矿阴极材料 | |
| KR20230070461A (ko) | 페로브스카이트 구조, 제조 방법, 및 전극 및 고체 산화물 셀에서의 적용 | |
| Ouyang et al. | Perovskite-triggered dual exsolution of oxygen-deficient CeO 2 matrix and NiFe nanoalloys for enhanced CO 2 electrolysis | |
| KR20210028416A (ko) | 루델스덴 포퍼 구조를 갖는 고체산화물 연료전지 공기극용 금속산화물 및 그 제조 방법과, 이를 포함하는 고체산화물 연료전지 | |
| Chen et al. | Lowering the calcination temperature and boosting the electrocatalytic activity of air electrodes for solid oxide cells by the glucose–urea method | |
| JP2007213891A (ja) | 固体電解質形燃料電池用発電セル | |
| Sammes et al. | High-temperature mechanical properties of La0. 7Sr0. 3Cr1− yCoyO3 in reducing environments | |
| KR20250146538A (ko) | 다성분 복합 전극을 포함하는 수소이온 전도성 세라믹 전해전지 및 그 제조방법 | |
| US20060110654A1 (en) | Electrolyte matrix, particularly for a molten carbonate fuel cell, and method for the production thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980721 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080828 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080828 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080828 Year of fee payment: 10 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080828 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080828 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080828 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090828 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100828 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110828 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130828 Year of fee payment: 15 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |