JPH0732019B2 - 高温燃料電池用負極 - Google Patents
高温燃料電池用負極Info
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- JPH0732019B2 JPH0732019B2 JP62328545A JP32854587A JPH0732019B2 JP H0732019 B2 JPH0732019 B2 JP H0732019B2 JP 62328545 A JP62328545 A JP 62328545A JP 32854587 A JP32854587 A JP 32854587A JP H0732019 B2 JPH0732019 B2 JP H0732019B2
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- fuel cell
- hydrogen
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- temperature fuel
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- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
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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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は水素を含むガスを燃料とし、比較的高温で作動
する燃料電池、特に溶融炭酸塩型燃料電池用負極に関す
る。
する燃料電池、特に溶融炭酸塩型燃料電池用負極に関す
る。
従来の技術 水素を含むガスを燃料とし、比較的高温で作動する燃料
電池、特に溶融炭酸塩型燃料電池の負極は、従来、コス
ト、水素の酸化触媒能、電子伝導度、溶融炭酸塩中での
安定性などを考慮して、ニッケルまたはニッケル／クロ
ム合金粉末に、場合によってはセラミクス粉末を混入
し、焼結またはテープキャスティング法により成型する
ことで作られてきた。
電池、特に溶融炭酸塩型燃料電池の負極は、従来、コス
ト、水素の酸化触媒能、電子伝導度、溶融炭酸塩中での
安定性などを考慮して、ニッケルまたはニッケル／クロ
ム合金粉末に、場合によってはセラミクス粉末を混入
し、焼結またはテープキャスティング法により成型する
ことで作られてきた。
さらに高性能の燃料電池用負極を得るために、負極材料
に金属水素化物を用いる可能性についても、特開昭63−
218163号で考えられている。
に金属水素化物を用いる可能性についても、特開昭63−
218163号で考えられている。
発明が解決しようとする問題点 溶融炭酸塩型燃料電池の負荷をとった場合の正極と負極
の分極を比較すると、一般に負極の分極の方が大きい。
これは、負極では反応の生成物である炭酸ガスや水が発
生し、燃料の拡散を阻害するためと考えられる。
の分極を比較すると、一般に負極の分極の方が大きい。
これは、負極では反応の生成物である炭酸ガスや水が発
生し、燃料の拡散を阻害するためと考えられる。
問題点を解決するための手段 しかし、実際に高温燃料電池の負極材料に金属水素化物
を用いた場合、金属水素化物の活性が高いため、高温で
の水素以外の物質、例えば水蒸気や炭酸ガスや溶融炭酸
塩等に対する安定性の問題が考えられる。また常温付近
に水素平衡圧力を有する金属水素化物を用いた場合、高
温では金属水素化物の特性を十分利用できず、負極の活
性を高めることが期待できない等の課題が考えられる。
そこで高温に水素平衡圧力を有する少なくともZrを成分
として含む水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金属水
素化物の表面に、高温での水素以外の物質に対する安定
性を向上させるためNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、少なく
ともいずれか１種を含む金属で被覆したものを高温燃料
電池の負極構成材料の少なくとも一部に用いることによ
り、負極の活性を高め電池の高性能化を図った。
を用いた場合、金属水素化物の活性が高いため、高温で
の水素以外の物質、例えば水蒸気や炭酸ガスや溶融炭酸
塩等に対する安定性の問題が考えられる。また常温付近
に水素平衡圧力を有する金属水素化物を用いた場合、高
温では金属水素化物の特性を十分利用できず、負極の活
性を高めることが期待できない等の課題が考えられる。
そこで高温に水素平衡圧力を有する少なくともZrを成分
として含む水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金属水
素化物の表面に、高温での水素以外の物質に対する安定
性を向上させるためNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、少なく
ともいずれか１種を含む金属で被覆したものを高温燃料
電池の負極構成材料の少なくとも一部に用いることによ
り、負極の活性を高め電池の高性能化を図った。
作用 高温に水素平衡圧力を有する少なくともZrを成分とする
水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金属水素化物の表
面をNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、少なくともいずれか１
種を含む金属で被覆した負極は、高温燃料電池の作動条
件で水素の吸蔵放出ができ、また高温での水素以外の物
質に対する安定性が高いため、高温燃料電池の負極の性
能向上に寄与する。その上これにNiをふくませると、こ
れらの効果が一層向上する。
水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金属水素化物の表
面をNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、少なくともいずれか１
種を含む金属で被覆した負極は、高温燃料電池の作動条
件で水素の吸蔵放出ができ、また高温での水素以外の物
質に対する安定性が高いため、高温燃料電池の負極の性
能向上に寄与する。その上これにNiをふくませると、こ
れらの効果が一層向上する。
実施例 まず、金属水素化物としてZr/Cu系合金を用いた。これ
は約600〜700℃に水素平衡圧力を有する。そこで、この
Zr/Cu系合金を溶融炭酸塩型燃料電池用負極として用い
た。この合金をそのまま負極材料として用いてもよい
が、本実施例では、まず400メッシュ以下の粉末に粉砕
し、つぎに粉末表面に耐食性向上のためニッケルの無電
解メッキをほどこし、さらにカーボニルニッケル粉末と
混合して成型助剤や溶媒を用いて電極状に成型し、この
電極状成型体をそのまま電池に組み込んで、作動温度に
昇温するとともに、成型助剤等を焼散させて負極として
用いた。この際、正極には多孔質リチウムドープ酸化ニ
ッケルを用い、電解質には炭酸リチウム：炭酸カリウム
の比が62:38mol％のものを電解質保持体であるアルミン
酸リチウムとともにテープキャスティング法にて作製し
使用した。また燃料ガスには水素：炭酸ガス：水蒸気の
比が76:19:5の割合のものを、酸化剤として空気：炭酸
ガスの比が70:30の割合のものを適用し、650℃の温度で
試験を行なった。
は約600〜700℃に水素平衡圧力を有する。そこで、この
Zr/Cu系合金を溶融炭酸塩型燃料電池用負極として用い
た。この合金をそのまま負極材料として用いてもよい
が、本実施例では、まず400メッシュ以下の粉末に粉砕
し、つぎに粉末表面に耐食性向上のためニッケルの無電
解メッキをほどこし、さらにカーボニルニッケル粉末と
混合して成型助剤や溶媒を用いて電極状に成型し、この
電極状成型体をそのまま電池に組み込んで、作動温度に
昇温するとともに、成型助剤等を焼散させて負極として
用いた。この際、正極には多孔質リチウムドープ酸化ニ
ッケルを用い、電解質には炭酸リチウム：炭酸カリウム
の比が62:38mol％のものを電解質保持体であるアルミン
酸リチウムとともにテープキャスティング法にて作製し
使用した。また燃料ガスには水素：炭酸ガス：水蒸気の
比が76:19:5の割合のものを、酸化剤として空気：炭酸
ガスの比が70:30の割合のものを適用し、650℃の温度で
試験を行なった。
つぎに、同様に金属水素化物としてZr/Ni系合金にTiとA
lを添加した合金を用いた。Zr/Ni系合金もZr/Cu系合金
とほぼ同じ温度に水素平衡圧力を有する。そこでまず水
素の吸蔵放出を３回行なわせた後、400メッシュ以下の
粉末に粉砕し、次に粉末表面に耐食性向上のためNi/Cu
合金の無電解メッキをほどこし、さらにその表面にアル
ミナの微粉末を被覆して、溶融炭酸塩型燃料電池用負極
材料とした。本実施例ではこれとカーボニルニッケル粉
末とを混合して成型助剤や溶媒を用いて電極状に成型
し、この電極状成型体をそのまま電池に組み込んで、作
動温度に昇温するとともに、成型助剤等を焼散させて負
極として用いた。その他の電池構成条件は、全てZr/Cu
系の場合と同じとした。
lを添加した合金を用いた。Zr/Ni系合金もZr/Cu系合金
とほぼ同じ温度に水素平衡圧力を有する。そこでまず水
素の吸蔵放出を３回行なわせた後、400メッシュ以下の
粉末に粉砕し、次に粉末表面に耐食性向上のためNi/Cu
合金の無電解メッキをほどこし、さらにその表面にアル
ミナの微粉末を被覆して、溶融炭酸塩型燃料電池用負極
材料とした。本実施例ではこれとカーボニルニッケル粉
末とを混合して成型助剤や溶媒を用いて電極状に成型
し、この電極状成型体をそのまま電池に組み込んで、作
動温度に昇温するとともに、成型助剤等を焼散させて負
極として用いた。その他の電池構成条件は、全てZr/Cu
系の場合と同じとした。
これらの電池の負極の特性を調べるため、電解質体部分
に参照電極を設け、負極の性能を分離して、通常のニッ
ケル多孔体を用いた同条件の溶融炭酸塩型燃料電池の負
極の特性と比較し、図に示した。明らかに金属水素化物
を負極に用いた場合に性能の向上が見られた。
に参照電極を設け、負極の性能を分離して、通常のニッ
ケル多孔体を用いた同条件の溶融炭酸塩型燃料電池の負
極の特性と比較し、図に示した。明らかに金属水素化物
を負極に用いた場合に性能の向上が見られた。
本実施例では、特に溶融炭酸塩型燃料電池の負極に少な
くともZrを成分とする水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵
した金属水素化物の表面をNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、
少なくともいずれか１種を含む金属で被覆したものを用
いた例について示したが、その他の高温燃料電池、例え
ば高温固体電解質燃料電池の負極として用いても、もち
ろん良い。また、本実施例に示したように、少なくとも
Zrを成分とする水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金
属水素化物の表面Ni,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、少なくと
もいずれか１種を含む金属で被覆した負極の表面をアル
ミナなどのセラミクスで被服して用いてももちろん良
い。
くともZrを成分とする水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵
した金属水素化物の表面をNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、
少なくともいずれか１種を含む金属で被覆したものを用
いた例について示したが、その他の高温燃料電池、例え
ば高温固体電解質燃料電池の負極として用いても、もち
ろん良い。また、本実施例に示したように、少なくとも
Zrを成分とする水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金
属水素化物の表面Ni,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの内、少なくと
もいずれか１種を含む金属で被覆した負極の表面をアル
ミナなどのセラミクスで被服して用いてももちろん良
い。
発明の効果 以上のことから本発明は、高温燃料電池の負極材料に少
なくともZrを成分とする水素吸蔵合金もしくは水素を吸
蔵した金属水素化物の表面をNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの
内、少なくともいずれか１種を含む金属で被覆したもの
を用いることにより、さらにはNiを成分として含むこと
により電池の性能を向上させるものであることが判明し
た。
なくともZrを成分とする水素吸蔵合金もしくは水素を吸
蔵した金属水素化物の表面をNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Ptの
内、少なくともいずれか１種を含む金属で被覆したもの
を用いることにより、さらにはNiを成分として含むこと
により電池の性能を向上させるものであることが判明し
た。
図は負極材料に金属水素化物を含んだ場合と含まない場
合の負極特性を比較したものである。 １……Zr/Cu系合金を含んだ負極、２……Zr/Ni系合金を
含んだ負極、３……Ni負極。
合の負極特性を比較したものである。 １……Zr/Cu系合金を含んだ負極、２……Zr/Ni系合金を
含んだ負極、３……Ni負極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蒲生 孝治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森脇 良夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岩城 勉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】Zrを成分とする水素吸蔵合金もしくは水素
を吸蔵した金属水素化物の表面をNi,Cu,Al,Cr,Co,Pd,Pt
の内、少なくともいずれか１種を含む金属で被覆したこ
とを特徴とする高温燃料電池用負極。 - 【請求項２】水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金属
水素化物は、さらにNiを成分として含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の高温燃料電池用負極。 - 【請求項３】水素吸蔵合金もしくは水素を吸蔵した金属
水素化物は、さらにTi,V,Cr,Mn,Fe,Co,Cu,Nb,Mo,W,Al,M
g,Ca,Srより選ばれた少なくとも１種以上の元素を含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の高温燃料電池用負極。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328545A JPH0732019B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 高温燃料電池用負極 |
| US07/290,189 US4997729A (en) | 1987-12-24 | 1988-12-27 | Anode for high temperature fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328545A JPH0732019B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 高温燃料電池用負極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167957A JPH01167957A (ja) | 1989-07-03 |
| JPH0732019B2 true JPH0732019B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=18211477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62328545A Expired - Lifetime JPH0732019B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 高温燃料電池用負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732019B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429826B1 (ko) * | 1997-02-17 | 2004-07-16 | 삼성전자주식회사 | 수소이온교환막연료전지의전극촉매층형성용조성물,이로부터형성된수소이온교환막연료전지의전극촉매층및이를구비하고있는수소이온교환막연료전지 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63218163A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 溶融炭酸塩型燃料電池用アノ−ド |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62328545A patent/JPH0732019B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01167957A (ja) | 1989-07-03 |
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