JPH07262996A - 溶融炭酸塩型燃料電池燃料極 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池燃料極Info
- Publication number
- JPH07262996A JPH07262996A JP6048741A JP4874194A JPH07262996A JP H07262996 A JPH07262996 A JP H07262996A JP 6048741 A JP6048741 A JP 6048741A JP 4874194 A JP4874194 A JP 4874194A JP H07262996 A JPH07262996 A JP H07262996A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- fuel electrode
- electrolyte
- sintered body
- oxide
- 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
Links
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
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解質の長時間の保持性を有するとともに、
反応ガス流路を確保し得る溶融炭酸塩型燃料電池の燃料
極を得ること。 【構成】 電解質層に接する側が、酸化物微粒子により
分散強化されたニッケル粉と酸化物粉体の混合物からな
る多孔質焼結体１１により構成され、反応ガスに接する
側が、酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉の
みからなる多孔質焼結体１２により構成された複層構造
とした。
反応ガス流路を確保し得る溶融炭酸塩型燃料電池の燃料
極を得ること。 【構成】 電解質層に接する側が、酸化物微粒子により
分散強化されたニッケル粉と酸化物粉体の混合物からな
る多孔質焼結体１１により構成され、反応ガスに接する
側が、酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉の
みからなる多孔質焼結体１２により構成された複層構造
とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池
の燃料極に係わり、特に電解質の長時間の保持性と反応
ガス流路の確保に最適な構造を有する溶融炭酸塩型燃料
電池の燃料極に関する。
の燃料極に係わり、特に電解質の長時間の保持性と反応
ガス流路の確保に最適な構造を有する溶融炭酸塩型燃料
電池の燃料極に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高効率のエネルギー変換装置とし
て溶融炭酸塩型燃料電池の開発が進められている。この
溶融炭酸塩型燃料電池は、アルカリ金属炭酸塩からなる
電解質共晶塩を溶融温度以上で溶融状態にし、電池反応
を生起させるものであって、他の燃料電池、例えば燐酸
型燃料電池に比べて高価な貴金属触媒を必要とせずに発
電効率が高い等の大きな特徴を有している。
て溶融炭酸塩型燃料電池の開発が進められている。この
溶融炭酸塩型燃料電池は、アルカリ金属炭酸塩からなる
電解質共晶塩を溶融温度以上で溶融状態にし、電池反応
を生起させるものであって、他の燃料電池、例えば燐酸
型燃料電池に比べて高価な貴金属触媒を必要とせずに発
電効率が高い等の大きな特徴を有している。
【０００３】このような溶融炭酸塩型燃料電池は、図４
に示すように、互いに対向して配設された多孔質燃料極
１ａと酸化剤極１ｂとの間に電解質マトリックスシート
２を介在させた単位電池３を、ガスチャンネル４ａ，４
ｂを具備したセパレータ５を介して交互に複数個積層し
て構成されており、その多孔質燃料極１ａとしては図５
に示すように厚み方向に均等質な多孔質構造を有するニ
ッケル焼結体等が通常使用されている。
に示すように、互いに対向して配設された多孔質燃料極
１ａと酸化剤極１ｂとの間に電解質マトリックスシート
２を介在させた単位電池３を、ガスチャンネル４ａ，４
ｂを具備したセパレータ５を介して交互に複数個積層し
て構成されており、その多孔質燃料極１ａとしては図５
に示すように厚み方向に均等質な多孔質構造を有するニ
ッケル焼結体等が通常使用されている。
【０００４】ところで、この燃料電池は、その運転時に
は６００℃〜７００℃の温度で電解質層中の電解質共晶
塩を溶融させ、酸化剤極及び燃料極にそれぞれ供給され
た酸化剤ガス及び燃料ガスと電極／電解質界面での電気
化学反応により発電を行わせるようにしてある。したが
って、このような溶融炭酸塩型燃料電池の安定な発電の
ためには、電極及び電解質層等の起電部品が、長時間に
わたってその形状を維持する必要がある。特に燃料極に
関しては発電中の経時的なクリープが問題となってお
り、従来導電性金属母材としてのニッケル粉末に酸化物
微粒子、例えば酸化アルミニウム微粒子を均一に分散強
化させた（メカニカルアロイイング法）合金粉末を原料
粉として用いて焼結することにより、発電中の電極の耐
クリープ特性を向上させることが知られている。
は６００℃〜７００℃の温度で電解質層中の電解質共晶
塩を溶融させ、酸化剤極及び燃料極にそれぞれ供給され
た酸化剤ガス及び燃料ガスと電極／電解質界面での電気
化学反応により発電を行わせるようにしてある。したが
って、このような溶融炭酸塩型燃料電池の安定な発電の
ためには、電極及び電解質層等の起電部品が、長時間に
わたってその形状を維持する必要がある。特に燃料極に
関しては発電中の経時的なクリープが問題となってお
り、従来導電性金属母材としてのニッケル粉末に酸化物
微粒子、例えば酸化アルミニウム微粒子を均一に分散強
化させた（メカニカルアロイイング法）合金粉末を原料
粉として用いて焼結することにより、発電中の電極の耐
クリープ特性を向上させることが知られている。
【０００５】このような電極は通常、乾式粉体散布成形
法（ドライキャスト法）或は湿式テープ成形法（テープ
キャスト法）によりニッケル粉体成型シートを作成し、
還元または不活性雰囲気中で１１００℃〜１２００℃の
温度で焼結されて得られる。
法（ドライキャスト法）或は湿式テープ成形法（テープ
キャスト法）によりニッケル粉体成型シートを作成し、
還元または不活性雰囲気中で１１００℃〜１２００℃の
温度で焼結されて得られる。
【０００６】さらに、燃料電池の発電特性を長時間維持
するためには、電極、電解質及び反応ガスとの間の電気
化学的な活性点いわゆる三相界面を十分確保し維持する
必要がある。そのためには、燃料極と電解質層との界面
は絶えず電解質で濡らされ、さらに長時間にわたる発電
特性維持のために燃料極の電解質層側に一定量の電解質
を絶えず保持しておくことが望ましい。逆に燃料極の反
応ガス供給側においては、反応ガスの流路確保のために
は電解質に対して溌液性を維持し、電解質による反応ガ
ス流路の閉塞が生じないようにしておくことが望まし
い。
するためには、電極、電解質及び反応ガスとの間の電気
化学的な活性点いわゆる三相界面を十分確保し維持する
必要がある。そのためには、燃料極と電解質層との界面
は絶えず電解質で濡らされ、さらに長時間にわたる発電
特性維持のために燃料極の電解質層側に一定量の電解質
を絶えず保持しておくことが望ましい。逆に燃料極の反
応ガス供給側においては、反応ガスの流路確保のために
は電解質に対して溌液性を維持し、電解質による反応ガ
ス流路の閉塞が生じないようにしておくことが望まし
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、燃料極に従
来使用されている酸化物微粒子例えば酸化アルミニウム
をメカニカルアロイイング等の方法により分散強化した
ニッケル合金粉末は、酸化物微粒子の量がニッケル母材
に対して高々１重量％以下であり、このような合金粉末
の電解質に対する濡れ性は殆ど母材の特性と同等であ
る。
来使用されている酸化物微粒子例えば酸化アルミニウム
をメカニカルアロイイング等の方法により分散強化した
ニッケル合金粉末は、酸化物微粒子の量がニッケル母材
に対して高々１重量％以下であり、このような合金粉末
の電解質に対する濡れ性は殆ど母材の特性と同等であ
る。
【０００８】したがって、ニッケル母材の電解質に対す
る濡れ性がきわめて低いことから、酸化物微粒子を分散
強化させたニッケル合金粉末多孔質体の電解質に対する
濡れ性も同様に低く、分散強化ニッケル粉末を原料粉と
して製作した従来の燃料極は、電解質の保持性が劣り、
そのため電池発電中に燃料極中の電解質がセパレーター
等の構成部材の腐食、酸化剤極への電解質の角分配等に
より移動し易い等の問題がある。
る濡れ性がきわめて低いことから、酸化物微粒子を分散
強化させたニッケル合金粉末多孔質体の電解質に対する
濡れ性も同様に低く、分散強化ニッケル粉末を原料粉と
して製作した従来の燃料極は、電解質の保持性が劣り、
そのため電池発電中に燃料極中の電解質がセパレーター
等の構成部材の腐食、酸化剤極への電解質の角分配等に
より移動し易い等の問題がある。
【０００９】しかして、このような燃料極においては、
経時的に電解質が燃料極から減少し、その結果燃料極、
電解質及び反応ガスとの間の電気化学的な活性点いわゆ
る三相界面が減少し、電池特性の低下を引き起し、発電
特性の長時間維持が困難である等の問題がある。
経時的に電解質が燃料極から減少し、その結果燃料極、
電解質及び反応ガスとの間の電気化学的な活性点いわゆ
る三相界面が減少し、電池特性の低下を引き起し、発電
特性の長時間維持が困難である等の問題がある。
【００１０】本発明はこのような点に鑑み、電解質の長
時間の保持性を有するとともに反応ガス流路を確保し得
る溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極を得ることを目的とす
る。
時間の保持性を有するとともに反応ガス流路を確保し得
る溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極を得ることを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融炭酸塩型
燃料電池の燃料極を、電解質層に接する側が、酸化物微
粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化物粉体の混
合物からなる多孔質焼結体により構成され、反応ガスに
接する側が酸化物微粒子により分散強化されたニッケル
粉のみからなる多孔質焼結体により構成された複数構造
としたことを特徴とする。
燃料電池の燃料極を、電解質層に接する側が、酸化物微
粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化物粉体の混
合物からなる多孔質焼結体により構成され、反応ガスに
接する側が酸化物微粒子により分散強化されたニッケル
粉のみからなる多孔質焼結体により構成された複数構造
としたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明における燃料極は、電解質層に接する側
が酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化
物粉体の混合粉からなる多孔質焼結体により構成されて
いるため電解質の濡れ性が高い酸化物粉体が焼結体の骨
格の一部となり多孔質焼結体の電解質層側での電解質濡
れ性が向上する。
が酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化
物粉体の混合粉からなる多孔質焼結体により構成されて
いるため電解質の濡れ性が高い酸化物粉体が焼結体の骨
格の一部となり多孔質焼結体の電解質層側での電解質濡
れ性が向上する。
【００１３】また、燃料極の反応ガスに接する側が電解
質に対する濡れ性の低い酸化物微粒子により分散強化さ
れたニッケル粉のみからなる多孔質焼結体により構成さ
れていることにより、電解質の濡れ過ぎによる多孔質焼
結体の細孔の閉塞が抑制され、多孔質焼結体の反応ガス
側での反応ガス流通路が十分確保される。
質に対する濡れ性の低い酸化物微粒子により分散強化さ
れたニッケル粉のみからなる多孔質焼結体により構成さ
れていることにより、電解質の濡れ過ぎによる多孔質焼
結体の細孔の閉塞が抑制され、多孔質焼結体の反応ガス
側での反応ガス流通路が十分確保される。
【００１４】このことから、発電中に電解質層と燃料極
との界面での電解質の保持が長時間にわたって良好に維
持され燃料極、電解質および反応ガスとの間の電気化学
的な活性点いわゆる三相界面が十分維持され、さらに反
応ガス側での反応ガス流路の確保も同時に可能なため、
電池性能が長時間安定に維持される。
との界面での電解質の保持が長時間にわたって良好に維
持され燃料極、電解質および反応ガスとの間の電気化学
的な活性点いわゆる三相界面が十分維持され、さらに反
応ガス側での反応ガス流路の確保も同時に可能なため、
電池性能が長時間安定に維持される。
【００１５】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１６】図１は、本発明における溶融炭酸塩型燃料
電池の燃料極の縦断面図であって、その燃料極１０が、
酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化物
粉体の混合物からなる多孔質焼結体の層１１と、酸化物
微粒子により分散強化されたニッケル粉のみからなる多
孔質焼結体の層１２との二層により構成されている。そ
して、上記多孔質焼結体の層１１が燃料電池の電解質層
に接し、他側の多孔質焼結体の層１２が反応ガスに接す
るようにしてある。
電池の燃料極の縦断面図であって、その燃料極１０が、
酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化物
粉体の混合物からなる多孔質焼結体の層１１と、酸化物
微粒子により分散強化されたニッケル粉のみからなる多
孔質焼結体の層１２との二層により構成されている。そ
して、上記多孔質焼結体の層１１が燃料電池の電解質層
に接し、他側の多孔質焼結体の層１２が反応ガスに接す
るようにしてある。
【００１７】しかして、上記電解質に接する側の多孔質
焼結体の電解質層濡れ性が向上するとともに、反応ガス
に接する側では反応ガス流通路が十分確保され、発電中
において電解質層と燃料極との界面における電解質の保
持が長時間にわたって良好な状態に維持される。
焼結体の電解質層濡れ性が向上するとともに、反応ガス
に接する側では反応ガス流通路が十分確保され、発電中
において電解質層と燃料極との界面における電解質の保
持が長時間にわたって良好な状態に維持される。
【００１８】次に、上記燃料極の具体例について説明す
る。
る。
【００１９】一般的に行われているメカニカルアロイイ
ング法により製作された中心粒径４．７μｍのアルミナ
分散強化ニッケル粉（Ａｌ2 Ｏ3 含有量＝０．５ｗｔ
％）１９００ｇと中心粒径１５．０μｍのリチウムアル
ミネート粉末１００ｇとを、Ｖ型混合機に投入し４０
ｒ．ｐ．ｍ．の回転数で約２時間混合し、リチウムアル
ミネート酸化物粉末とアルミナ分散強化ニッケル粉末の
５／９５重量比を得た。
ング法により製作された中心粒径４．７μｍのアルミナ
分散強化ニッケル粉（Ａｌ2 Ｏ3 含有量＝０．５ｗｔ
％）１９００ｇと中心粒径１５．０μｍのリチウムアル
ミネート粉末１００ｇとを、Ｖ型混合機に投入し４０
ｒ．ｐ．ｍ．の回転数で約２時間混合し、リチウムアル
ミネート酸化物粉末とアルミナ分散強化ニッケル粉末の
５／９５重量比を得た。
【００２０】粉体の成型には、乾式で粉体を擦り切り成
型するいわゆるドライキャスト法を用いた。すなわち、
混合粉末約２００ｇを、２００ｍｍ角のアルミナセラミ
ックス製の平滑なプレート上にほぼ均等に散布し、引き
続きその表面を約０．７ｍｍの粉体厚みとなるように粉
体両側に０．７ｍｍの高さのスペーサを置きＶ刃状のブ
レードで表面を擦り切り成型した。
型するいわゆるドライキャスト法を用いた。すなわち、
混合粉末約２００ｇを、２００ｍｍ角のアルミナセラミ
ックス製の平滑なプレート上にほぼ均等に散布し、引き
続きその表面を約０．７ｍｍの粉体厚みとなるように粉
体両側に０．７ｍｍの高さのスペーサを置きＶ刃状のブ
レードで表面を擦り切り成型した。
【００２１】成型した粉体層は、５％水素−窒素の混合
ガス中で８００℃、１時間の仮焼結処理を行った。得ら
れた仮焼結体上にさらにアルミナ分散強化ニッケル粉末
を、約０．７ｍｍの厚さで成型した。この仮焼結体上の
粉体成型層を同様に５％水素−窒素の混合ガス中で１１
５０℃、１時間の焼結処理を行い見かけ気孔率５６％、
厚み１．０ｍｍの複層構造を有する焼結体を得た。
ガス中で８００℃、１時間の仮焼結処理を行った。得ら
れた仮焼結体上にさらにアルミナ分散強化ニッケル粉末
を、約０．７ｍｍの厚さで成型した。この仮焼結体上の
粉体成型層を同様に５％水素−窒素の混合ガス中で１１
５０℃、１時間の焼結処理を行い見かけ気孔率５６％、
厚み１．０ｍｍの複層構造を有する焼結体を得た。
【００２２】そこで得られた焼結体１０を１００ｍｍ角
の矩形に切断後、図２に示すようにリチウムアルミネー
トを保持材とする電解質マトリックスシート１３の片面
に酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化
物粉体の混合粉からなる多孔質焼結体１１が接するよう
に配置した。また、燃料極１０の対向面にニッケルから
なる酸化剤極１４を配置し、燃料極１０、酸化剤極１４
の両側から反応ガス供給用のチャンネル１５ａ，１５ｂ
を設けた電池ハウジング１６でこれらの積層部品を一定
荷重で締め付け単電池１７を構成した。
の矩形に切断後、図２に示すようにリチウムアルミネー
トを保持材とする電解質マトリックスシート１３の片面
に酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉と酸化
物粉体の混合粉からなる多孔質焼結体１１が接するよう
に配置した。また、燃料極１０の対向面にニッケルから
なる酸化剤極１４を配置し、燃料極１０、酸化剤極１４
の両側から反応ガス供給用のチャンネル１５ａ，１５ｂ
を設けた電池ハウジング１６でこれらの積層部品を一定
荷重で締め付け単電池１７を構成した。
【００２３】なお、燃料極１０の細孔中には、あらかじ
め炭酸リチウムと炭酸カリウムの６２／３８モル比の共
晶塩を燃料極１０の細孔容量の１００％相当の電解質量
を含浸しておいた。さらに、電解質マトリックスシート
１３は、０．３ｍｍ厚のものを２枚重ねとし、電解質マ
トリックスシート１３間に電解質マトリックスシート１
３の計算細孔容量の１１０％に相当する量の炭酸リチウ
ムと炭酸カリウム６２／３８モル比の共晶塩を有機バイ
ンダー、有機溶剤で混練しシート化した電解質シート１
８を挾み込んだ。
め炭酸リチウムと炭酸カリウムの６２／３８モル比の共
晶塩を燃料極１０の細孔容量の１００％相当の電解質量
を含浸しておいた。さらに、電解質マトリックスシート
１３は、０．３ｍｍ厚のものを２枚重ねとし、電解質マ
トリックスシート１３間に電解質マトリックスシート１
３の計算細孔容量の１１０％に相当する量の炭酸リチウ
ムと炭酸カリウム６２／３８モル比の共晶塩を有機バイ
ンダー、有機溶剤で混練しシート化した電解質シート１
８を挾み込んだ。
【００２４】このようにして構成した単電池１７を３セ
ット組立て、酸化剤極側には空気／炭酸ガス＝７０／３
０（ＶＯＬ比）の酸化剤ガスを、燃料極側には炭酸ガス
を規定量供給しながら６５０℃の発電温度まで昇温し
た。
ット組立て、酸化剤極側には空気／炭酸ガス＝７０／３
０（ＶＯＬ比）の酸化剤ガスを、燃料極側には炭酸ガス
を規定量供給しながら６５０℃の発電温度まで昇温し
た。
【００２５】昇温後、燃料極側を水素／炭酸ガス＝８０
／２０（ＶＯＬ比）の燃料ガスに切り替えて発電を行っ
た。
／２０（ＶＯＬ比）の燃料ガスに切り替えて発電を行っ
た。
【００２６】一方、従来例として、従来のアルミナ分散
強化ニッケル粉のみで製作した見かけ気孔率５２％、厚
み１．０ｍｍの多孔質焼結体を燃料極として実施例と同
じ構成で単電池を３セット構成し発電を行った。
強化ニッケル粉のみで製作した見かけ気孔率５２％、厚
み１．０ｍｍの多孔質焼結体を燃料極として実施例と同
じ構成で単電池を３セット構成し発電を行った。
【００２７】このようにして発電を行った単電池を発電
後３０時間、１０００時間、２０００時間後に発電を停
止し、燃料極細孔中に残存する電解質量を測定した。電
解質量の測定は、電池から取り出した燃料極表面から付
着した電解質マトリックスシートを除去し計量後、希酢
酸水溶液中で電解質を洗浄溶出させた後、水洗・乾燥後
再計量し電解質洗浄溶出前後の重量変化により求めた。
後３０時間、１０００時間、２０００時間後に発電を停
止し、燃料極細孔中に残存する電解質量を測定した。電
解質量の測定は、電池から取り出した燃料極表面から付
着した電解質マトリックスシートを除去し計量後、希酢
酸水溶液中で電解質を洗浄溶出させた後、水洗・乾燥後
再計量し電解質洗浄溶出前後の重量変化により求めた。
【００２８】発電時間に対する燃料極中の残存電解質量
の変化を図３に示す。発電前には、燃料極細孔中にほぼ
燃料極の細孔容量の１００％含浸されていた電解質は、
昇温後はカソードとの電解質の再分配のため一定値に減
少する。その後、電解質量は電池ハウジング等の腐食等
により徐々に低下していく傾向にある。
の変化を図３に示す。発電前には、燃料極細孔中にほぼ
燃料極の細孔容量の１００％含浸されていた電解質は、
昇温後はカソードとの電解質の再分配のため一定値に減
少する。その後、電解質量は電池ハウジング等の腐食等
により徐々に低下していく傾向にある。
【００２９】従来例では、昇温前１００ｍｇ／ｃｍ2 含
浸されていた電解質が、昇温後の電解質の再分配により
４０ｍｇ／ｃｍ2 に減少し、その後１０００時間では２
０ｍｇ／ｃｍ2 、２０００時間では５ｍｇ／ｃｍ2 に減
少した。
浸されていた電解質が、昇温後の電解質の再分配により
４０ｍｇ／ｃｍ2 に減少し、その後１０００時間では２
０ｍｇ／ｃｍ2 、２０００時間では５ｍｇ／ｃｍ2 に減
少した。
【００３０】これにともない、初期電池性能（０．８２
Ｖ×０．１５Ａ／ｃｍ2 ）は、２０００時間後には、
０．６２Ｖ迄低下しこの間の電池の性能低下率は、１２
％／１０００時間であった。
Ｖ×０．１５Ａ／ｃｍ2 ）は、２０００時間後には、
０．６２Ｖ迄低下しこの間の電池の性能低下率は、１２
％／１０００時間であった。
【００３１】これに対して、本実施例では昇温前１０８
ｍｇ／ｃｍ2 含浸されていた電解質は、昇温後の電解質
の再分配により７８ｍｇ／ｃｍ2 に減少したが、１００
０時間では６５ｍｇ／ｃｍ2 、２０００時間では５５ｍ
ｇ／ｃｍ2 の電解質が燃料極中に残存していた。また、
初期電池性能（０．８１Ｖ×０．１５Ａ／ｃｍ2 ）も、
２０００時間後においても、０．８０Ｖの性能を維持
し、電池の性能低下率は０．６％／１０００時間にとど
まった。
ｍｇ／ｃｍ2 含浸されていた電解質は、昇温後の電解質
の再分配により７８ｍｇ／ｃｍ2 に減少したが、１００
０時間では６５ｍｇ／ｃｍ2 、２０００時間では５５ｍ
ｇ／ｃｍ2 の電解質が燃料極中に残存していた。また、
初期電池性能（０．８１Ｖ×０．１５Ａ／ｃｍ2 ）も、
２０００時間後においても、０．８０Ｖの性能を維持
し、電池の性能低下率は０．６％／１０００時間にとど
まった。
【００３２】このような効果は、本実施例に限定される
ものではなく、電解質側に用いる多孔質焼結体の酸化物
粉体として、リチウムフェライト、マグネシア、ジルコ
ニア、チタニアおよびセリアのうち１種以上を単独ある
いは混合して用いても同様な効果を発揮する。また、本
実施例では、酸化物粉体／酸化物分散強化ニッケルとの
比を５／９５重量比としたが、酸化物粉体を混合するこ
とによる焼結性の低下が焼結体形成に支障を及ぼさない
組成の範囲で任意に選ぶことが出来る。好ましくは０．
５／９９．５〜２０／８０重量比であれば良い。
ものではなく、電解質側に用いる多孔質焼結体の酸化物
粉体として、リチウムフェライト、マグネシア、ジルコ
ニア、チタニアおよびセリアのうち１種以上を単独ある
いは混合して用いても同様な効果を発揮する。また、本
実施例では、酸化物粉体／酸化物分散強化ニッケルとの
比を５／９５重量比としたが、酸化物粉体を混合するこ
とによる焼結性の低下が焼結体形成に支障を及ぼさない
組成の範囲で任意に選ぶことが出来る。好ましくは０．
５／９９．５〜２０／８０重量比であれば良い。
【００３３】また、ニッケルを分散強化する酸化物微粒
子としてアルミナを分散させたものを用いたが、酸化物
微粒子としてジルコニアまたはイットリアのいずれかを
用いても同様の効果を発揮する。
子としてアルミナを分散させたものを用いたが、酸化物
微粒子としてジルコニアまたはイットリアのいずれかを
用いても同様の効果を発揮する。
【００３４】また、本実施例では、粉体の成型を乾式で
セラミックスのプレート上に散布し、擦り切り成型する
いわゆるドライキャスト法を用いたが、一般的に行われ
ている粉体と有機バインダーおよび有機溶剤とを混合し
たスラリーをドクターブレード装置で成型するいわゆる
テープキャスト法を用いても良い。
セラミックスのプレート上に散布し、擦り切り成型する
いわゆるドライキャスト法を用いたが、一般的に行われ
ている粉体と有機バインダーおよび有機溶剤とを混合し
たスラリーをドクターブレード装置で成型するいわゆる
テープキャスト法を用いても良い。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば燃料
極の電解質層に接する側を酸化物微粒子により分散強化
されたニッケル粉と酸化物粉体の混合粉からなる多孔質
焼結体、反応ガスに接する側を酸化物微粒子により分散
強化されたニッケル粉のみからなる多孔質焼結体からな
る複層構造とすることにより、従来の酸化物微粒子で分
散強化されたニッケル粉のみからなる多孔質焼結体燃料
極に比べて燃料極中の電解質の保持性が向上し、電池特
性の長時間安定性を向上させる事が出来る。
極の電解質層に接する側を酸化物微粒子により分散強化
されたニッケル粉と酸化物粉体の混合粉からなる多孔質
焼結体、反応ガスに接する側を酸化物微粒子により分散
強化されたニッケル粉のみからなる多孔質焼結体からな
る複層構造とすることにより、従来の酸化物微粒子で分
散強化されたニッケル粉のみからなる多孔質焼結体燃料
極に比べて燃料極中の電解質の保持性が向上し、電池特
性の長時間安定性を向上させる事が出来る。
【図１】本発明の実施例に係わる燃料極の断面図。
【図２】本発明の実施例に係わる単電池の構成図。
【図３】本発明の実施例及び従来例に係わる燃料極中の
電解質残存量と発電時間との関係を示す図。
電解質残存量と発電時間との関係を示す図。
【図４】溶融炭酸塩型燃料電池積層体を示す組立斜視
図。
図。
【図５】従来の燃料極の断面図。
１ａ，１０ 燃料極 １ｂ，１４ 酸化剤極 １１ 電解質層に接する多孔質焼結層 １２ 反応ガスに接する側の多孔質焼結層 １５ａ，１５ｂ 反応ガス供給用のチャンネル １７ 単電池
Claims (4)
- 【請求項１】電解質層に接する側が、酸化物微粒子によ
り分散強化されたニッケル粉と酸化物粉体の混合物から
なる多孔質焼結体により構成され、反応ガスに接する側
が、酸化物微粒子により分散強化されたニッケル粉のみ
からなる多孔質焼結体により構成された複層構造からな
ることを特徴とする、溶融炭酸塩型燃料電池燃料極。 - 【請求項２】電解質層に接する側の多孔質焼結体混合粉
の酸化物粉体が、リチウムアルミネート、リチウムフェ
ライト、マグネシア、ジルコニア、チタニア、セリアの
少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１記載
の溶融炭酸塩型燃料電池燃料極。 - 【請求項３】ニッケル粉を分散強化する酸化物微粒子
が、アルミナ、ジルコニア、イットリアのいずれか一つ
であることを特徴とする、請求項１記載の溶融炭酸塩型
燃料電池燃料極。 - 【請求項４】酸化物粉体と酸化物分散強化ニッケル粉と
の混合組成比が、０．５／９９．５〜２０／８０重量比
であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに
記載の溶融炭酸塩型燃料電池燃料極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6048741A JPH07262996A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 溶融炭酸塩型燃料電池燃料極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6048741A JPH07262996A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 溶融炭酸塩型燃料電池燃料極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07262996A true JPH07262996A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12811720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6048741A Pending JPH07262996A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 溶融炭酸塩型燃料電池燃料極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07262996A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030014895A (ko) * | 2001-08-13 | 2003-02-20 | 와우텍 주식회사 | 휴대용 연료전지 시스템 |
| KR100362507B1 (ko) * | 1997-12-19 | 2003-03-10 | 한국전력공사 | 용융탄산염형연료전지및그제조방법 |
| JP2008166195A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Doosan Heavy Industries & Construction Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池の電解質含浸空気極製造方法 |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP6048741A patent/JPH07262996A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100362507B1 (ko) * | 1997-12-19 | 2003-03-10 | 한국전력공사 | 용융탄산염형연료전지및그제조방법 |
| KR20030014895A (ko) * | 2001-08-13 | 2003-02-20 | 와우텍 주식회사 | 휴대용 연료전지 시스템 |
| JP2008166195A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Doosan Heavy Industries & Construction Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池の電解質含浸空気極製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5430009B2 (ja) | 電気化学デバイスからの不純物相の除去 | |
| JP3350167B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JP3502012B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池、およびその製造方法 | |
| JP2004055326A (ja) | 固体酸化物燃料電池単セル及びこれを用いた固体酸化物燃料電池 | |
| JP2008519404A (ja) | 電気化学的電池構造体および制御粉末法によるその製造方法 | |
| CN114628753B (zh) | 一种具有负极阻隔层的质子导体固体氧化物电池 | |
| JPS6322023B2 (ja) | ||
| JP2004319491A (ja) | 不活性支持体を備える燃料電池あるいは電極 | |
| KR20040089525A (ko) | 연료 전지 및 패시브 서포트 | |
| JP5517297B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池用単セル | |
| JP3347561B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JP3492709B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JP3966806B2 (ja) | 膜電極複合体及び燃料電池 | |
| KR20190028340A (ko) | 고체산화물 연료 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈 | |
| US9054394B2 (en) | Secondary alkali metal/oxygen batteries | |
| CN114597462A (zh) | 对称型固体氧化物电池 | |
| JP2005085522A (ja) | 支持膜式固体酸化物形燃料電池 | |
| JP2005174664A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JPH0745297A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| KR101165149B1 (ko) | 이중기공구조를 갖는 용융탄산염 연료전지용 전극 | |
| JPH1074529A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池及び製造法 | |
| JP2944097B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| KR101407505B1 (ko) | 원통형 다공성 세라믹 지지체의 제조방법 | |
| JPH06290792A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池電極の製造法 | |
| JPH09129249A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 |