JPH09306516A - 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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- JPH09306516A JPH09306516A JP8120441A JP12044196A JPH09306516A JP H09306516 A JPH09306516 A JP H09306516A JP 8120441 A JP8120441 A JP 8120441A JP 12044196 A JP12044196 A JP 12044196A JP H09306516 A JPH09306516 A JP H09306516A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化剤電極側の金属部材の腐食を抑制し長寿
命化が図られた溶融炭酸塩型燃料電池を提供すること。 【解決手段】 酸素含有雰囲気に曝され電解質で濡れる
部材がＣｒ含量２３％以下のステンレス鋼、電解質が炭
酸リチウム６０〜７５％を有し炭酸リチウム以外の炭酸
塩の半分以上が炭酸ナトリウムの燃料電池、電解質が炭
酸リチウム６０％以下を有し炭酸リチウム以外の炭酸塩
の半分以上が炭酸ナトリウム、酸化剤電極側集電板がＣ
ｒ含量２３％以上のステンレス鋼の燃料電池、酸素含有
雰囲気に曝され電解質で濡れる部材がＣｒ含量２３％以
下のステンレス鋼、電解質が炭酸リチウム６０％以下を
有し４８０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気の酸
素分圧が０．０１ａｔｍ以下の燃料電池、電解質で濡れ
る部材がＣｒ含量２３％以下のステンレス鋼、電解質が
炭酸リチウム６０％以下を有し４８０〜５７０℃で酸化
剤電極が触れる雰囲気の炭酸ガス分圧が０．０１ａｔｍ
以下の燃料電池。
命化が図られた溶融炭酸塩型燃料電池を提供すること。 【解決手段】 酸素含有雰囲気に曝され電解質で濡れる
部材がＣｒ含量２３％以下のステンレス鋼、電解質が炭
酸リチウム６０〜７５％を有し炭酸リチウム以外の炭酸
塩の半分以上が炭酸ナトリウムの燃料電池、電解質が炭
酸リチウム６０％以下を有し炭酸リチウム以外の炭酸塩
の半分以上が炭酸ナトリウム、酸化剤電極側集電板がＣ
ｒ含量２３％以上のステンレス鋼の燃料電池、酸素含有
雰囲気に曝され電解質で濡れる部材がＣｒ含量２３％以
下のステンレス鋼、電解質が炭酸リチウム６０％以下を
有し４８０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気の酸
素分圧が０．０１ａｔｍ以下の燃料電池、電解質で濡れ
る部材がＣｒ含量２３％以下のステンレス鋼、電解質が
炭酸リチウム６０％以下を有し４８０〜５７０℃で酸化
剤電極が触れる雰囲気の炭酸ガス分圧が０．０１ａｔｍ
以下の燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電装置の一種で
ある溶融炭酸塩型燃料電池に関する。
ある溶融炭酸塩型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶融炭酸塩型燃料電池としては、
セパレータの腐食を抑制するために、炭酸リチウム３５
〜７０モル％および炭酸カリウム２５〜５５モル％を含
有する混合塩が電解質として用いられた燃料電池が提案
されている（特公平７−５４７１０号公報）。
セパレータの腐食を抑制するために、炭酸リチウム３５
〜７０モル％および炭酸カリウム２５〜５５モル％を含
有する混合塩が電解質として用いられた燃料電池が提案
されている（特公平７−５４７１０号公報）。
【０００３】しかしながら、前記燃料電池は、その運転
開始時や降温中に、酸化剤電極側の金属部材に腐食が発
生することがあり、その寿命が短くなるという欠点があ
る。
開始時や降温中に、酸化剤電極側の金属部材に腐食が発
生することがあり、その寿命が短くなるという欠点があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、運転開始時または降温
中に起きる酸化剤電極側の金属部材の腐食を抑制し、そ
の長寿命化が図られた溶融炭酸塩型燃料電池を提供する
ことを目的とする。
術に鑑みてなされたものであり、運転開始時または降温
中に起きる酸化剤電極側の金属部材の腐食を抑制し、そ
の長寿命化が図られた溶融炭酸塩型燃料電池を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、電解
質マトリクスの上面および下面にそれぞれ燃料電極およ
び酸化剤電極が設けられてなる単セル、前記単セルの燃
料電極上に燃料電極側集電板が設けられ、前記単セルの
酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板が設けられ、電池の
内外を分離するためのウェットシール部が単セルと各セ
パレータ板との間に設けられ、その側面にマニホールド
シール部を介して燃料と酸化剤を供給するためのマニホ
ールドを有する溶融炭酸塩型燃料電池において、運転中
に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質によ
って表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量が
２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マトリ
クスの電解質が炭酸リチウム６０〜７５モル％を含有
し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸
ナトリウムである混合炭酸塩である溶融炭酸塩型燃料電
池（以下、第１発明という）、第２に、電解質マトリク
スの上面および下面にそれぞれ燃料電極および酸化剤電
極が設けられてなる単セル、前記単セルの燃料電極上に
燃料電極側集電板が設けられ、前記単セルの酸化剤電極
上に酸化剤電極側集電板が設けられ、電池の内外を分離
するためのウェットシール部が単セルと各セパレータ板
との間に設けられ、その側面にマニホールドシール部を
介して燃料と酸化剤を供給するためのマニホールドを有
する溶融炭酸塩型燃料電池において、電解質マトリクス
の電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有し、炭酸
リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸ナトリウ
ムである混合炭酸塩であり、酸化剤電極側集電板がクロ
ム含量が２３重量％以上であるステンレス鋼である溶融
炭酸塩型燃料電池（以下、第２発明という）、第３に、
電解質マトリクスの上面および下面にそれぞれ燃料電極
および酸化剤電極が設けられてなる単セル、前記単セル
の燃料電極上に燃料電極側集電板が設けられ、前記単セ
ルの酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板が設けられ、電
池の内外を分離するためのウェットシール部が単セルと
各セパレータ板との間に設けられ、その側面にマニホー
ルドシール部を介して燃料と酸化剤を供給するためのマ
ニホールドを有する溶融炭酸塩型燃料電池において、運
転中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質
によって表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含
量が２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マ
トリクスの電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有
した混合炭酸塩からなり、電池温度４８０〜５７０℃で
酸化剤電極が触れる雰囲気中の酸素分圧が０．０１ａｔ
ｍ以下である溶融炭酸塩型燃料電池（以下、第３発明と
いう）、ならびに第４に、電解質マトリクスの上面およ
び下面にそれぞれ燃料電極および酸化剤電極が設けられ
てなる単セル、前記単セルの燃料電極上に燃料電極側集
電板が設けられ、前記単セルの酸化剤電極上に酸化剤電
極側集電板が設けられ、電池の内外を分離するためのウ
ェットシール部が単セルと各セパレータ板との間に設け
られ、その側面にマニホールドシール部を介して燃料と
酸化剤を供給するためのマニホールドを有する溶融炭酸
塩型燃料電池において、溶融した電解質によって表面が
濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量が２３重量％
以下のステンレス鋼からなり、電解質マトリクスの電解
質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有した混合炭酸塩
からなり、電池温度４８０〜５７０℃で酸化剤電極が触
れる雰囲気中の炭酸ガス分圧が０．０１ａｔｍ以下であ
る溶融炭酸塩型燃料電池（以下、第４発明という）に関
する。
質マトリクスの上面および下面にそれぞれ燃料電極およ
び酸化剤電極が設けられてなる単セル、前記単セルの燃
料電極上に燃料電極側集電板が設けられ、前記単セルの
酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板が設けられ、電池の
内外を分離するためのウェットシール部が単セルと各セ
パレータ板との間に設けられ、その側面にマニホールド
シール部を介して燃料と酸化剤を供給するためのマニホ
ールドを有する溶融炭酸塩型燃料電池において、運転中
に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質によ
って表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量が
２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マトリ
クスの電解質が炭酸リチウム６０〜７５モル％を含有
し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸
ナトリウムである混合炭酸塩である溶融炭酸塩型燃料電
池（以下、第１発明という）、第２に、電解質マトリク
スの上面および下面にそれぞれ燃料電極および酸化剤電
極が設けられてなる単セル、前記単セルの燃料電極上に
燃料電極側集電板が設けられ、前記単セルの酸化剤電極
上に酸化剤電極側集電板が設けられ、電池の内外を分離
するためのウェットシール部が単セルと各セパレータ板
との間に設けられ、その側面にマニホールドシール部を
介して燃料と酸化剤を供給するためのマニホールドを有
する溶融炭酸塩型燃料電池において、電解質マトリクス
の電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有し、炭酸
リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸ナトリウ
ムである混合炭酸塩であり、酸化剤電極側集電板がクロ
ム含量が２３重量％以上であるステンレス鋼である溶融
炭酸塩型燃料電池（以下、第２発明という）、第３に、
電解質マトリクスの上面および下面にそれぞれ燃料電極
および酸化剤電極が設けられてなる単セル、前記単セル
の燃料電極上に燃料電極側集電板が設けられ、前記単セ
ルの酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板が設けられ、電
池の内外を分離するためのウェットシール部が単セルと
各セパレータ板との間に設けられ、その側面にマニホー
ルドシール部を介して燃料と酸化剤を供給するためのマ
ニホールドを有する溶融炭酸塩型燃料電池において、運
転中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質
によって表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含
量が２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マ
トリクスの電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有
した混合炭酸塩からなり、電池温度４８０〜５７０℃で
酸化剤電極が触れる雰囲気中の酸素分圧が０．０１ａｔ
ｍ以下である溶融炭酸塩型燃料電池（以下、第３発明と
いう）、ならびに第４に、電解質マトリクスの上面およ
び下面にそれぞれ燃料電極および酸化剤電極が設けられ
てなる単セル、前記単セルの燃料電極上に燃料電極側集
電板が設けられ、前記単セルの酸化剤電極上に酸化剤電
極側集電板が設けられ、電池の内外を分離するためのウ
ェットシール部が単セルと各セパレータ板との間に設け
られ、その側面にマニホールドシール部を介して燃料と
酸化剤を供給するためのマニホールドを有する溶融炭酸
塩型燃料電池において、溶融した電解質によって表面が
濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量が２３重量％
以下のステンレス鋼からなり、電解質マトリクスの電解
質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有した混合炭酸塩
からなり、電池温度４８０〜５７０℃で酸化剤電極が触
れる雰囲気中の炭酸ガス分圧が０．０１ａｔｍ以下であ
る溶融炭酸塩型燃料電池（以下、第４発明という）に関
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の溶融炭酸塩型燃
料電池の一実施態様を示す要部斜視図である。
料電池の一実施態様を示す要部斜視図である。
【０００７】図１において、電解質マトリクス１の上面
および下面にそれぞれ燃料電極２および酸化剤電極３が
設けられ、単セル４が構成されている。
および下面にそれぞれ燃料電極２および酸化剤電極３が
設けられ、単セル４が構成されている。
【０００８】単セル４の燃料電極２上に燃料電極側集電
板５が設けられている。
板５が設けられている。
【０００９】図１に示された燃料電極側集電板５は、燃
料電極側穴あき板６および燃料電極側コルゲート板７で
構成されている。しかしながら、本発明においては、燃
料電極側集電板５は、燃料電極側穴あき板６のみで構成
されていてもよく、また燃料電極側コルゲート板７のみ
で構成されていてもよい。
料電極側穴あき板６および燃料電極側コルゲート板７で
構成されている。しかしながら、本発明においては、燃
料電極側集電板５は、燃料電極側穴あき板６のみで構成
されていてもよく、また燃料電極側コルゲート板７のみ
で構成されていてもよい。
【００１０】また、単セル４の酸化剤電極３上に酸化剤
電極側集電板８が設けられている。
電極側集電板８が設けられている。
【００１１】図１に示された酸化剤電極側集電板８は、
酸化剤電極側穴あき板９および酸化剤電極側コルゲート
板１０で構成されている。しかしながら、本発明におい
ては、酸化剤電極側集電板８は、酸化剤電極側穴あき板
９のみで構成されていてもよく、また酸化剤電極側コル
ゲート板１０のみで構成されていてもよい。
酸化剤電極側穴あき板９および酸化剤電極側コルゲート
板１０で構成されている。しかしながら、本発明におい
ては、酸化剤電極側集電板８は、酸化剤電極側穴あき板
９のみで構成されていてもよく、また酸化剤電極側コル
ゲート板１０のみで構成されていてもよい。
【００１２】単セル４と各セパレータ板１１との間に
は、電池の内外を分離するウェットシール部１３が設け
られている。また、側面には、網かけ部で示されるマニ
ホールドシール部１４を介して燃料と酸化剤を供給する
ためのマニホールド１２ａ、１２ｂが設けられている。
は、電池の内外を分離するウェットシール部１３が設け
られている。また、側面には、網かけ部で示されるマニ
ホールドシール部１４を介して燃料と酸化剤を供給する
ためのマニホールド１２ａ、１２ｂが設けられている。
【００１３】第１〜４発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、
基本的には、図１に示された構造を有するものである。
基本的には、図１に示された構造を有するものである。
【００１４】以下、第１〜４発明の溶融炭酸塩型燃料電
池について説明する。
池について説明する。
【００１５】第１発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、運転
中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質に
よって表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量
が２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マト
リクスの電解質が炭酸リチウム６０〜７５モル％を含有
し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸
ナトリウムである混合炭酸塩である。
中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質に
よって表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量
が２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マト
リクスの電解質が炭酸リチウム６０〜７５モル％を含有
し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸
ナトリウムである混合炭酸塩である。
【００１６】前記運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材として
は、たとえば酸化剤電極側集電板（酸化剤電極側穴あき
板、酸化剤電極側コルゲート板）、セパレータ板などが
あげられる。とくに酸化剤電極側集電板が、クロム含量
が２３重量％以下のステンレス鋼からなるばあい、さら
に酸化剤電極側集電板と酸化剤電極との間の接触抵抗が
低くなる。
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材として
は、たとえば酸化剤電極側集電板（酸化剤電極側穴あき
板、酸化剤電極側コルゲート板）、セパレータ板などが
あげられる。とくに酸化剤電極側集電板が、クロム含量
が２３重量％以下のステンレス鋼からなるばあい、さら
に酸化剤電極側集電板と酸化剤電極との間の接触抵抗が
低くなる。
【００１７】また、前記クロム含量が２３重量％以下の
ステンレス鋼の代表例としては、たとえばＳＵＳ３１６
Ｌ、ＳＵＳ３０４などがあげられる。
ステンレス鋼の代表例としては、たとえばＳＵＳ３１６
Ｌ、ＳＵＳ３０４などがあげられる。
【００１８】また、前記炭酸リチウム以外の炭酸塩に
は、炭酸ナトリウムが５０モル％以上含有されるが、そ
の他の炭酸塩として、たとえば炭酸カリウム、炭酸バリ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムなどがあげ
られる。
は、炭酸ナトリウムが５０モル％以上含有されるが、そ
の他の炭酸塩として、たとえば炭酸カリウム、炭酸バリ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムなどがあげ
られる。
【００１９】第１発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、従来
の溶融炭酸塩型燃料電池（電解質：炭酸リチウム６２モ
ル％および炭酸カリウム３８モル％を含有する混合炭酸
塩）と比較して、運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材の少なく
とも１つが、クロム含量が２３重量％以下のステンレス
鋼からなり、電解質マトリクスの電解質として炭酸リチ
ウム６０〜７５モル％を含有し、炭酸リチウム以外の炭
酸塩の５０モル％以上が炭酸ナトリウムである混合炭酸
塩が用いられているので、酸素を含む雰囲気に曝され、
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材での腐食
の発生を防止することができるという、高性能を有す
る。
の溶融炭酸塩型燃料電池（電解質：炭酸リチウム６２モ
ル％および炭酸カリウム３８モル％を含有する混合炭酸
塩）と比較して、運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材の少なく
とも１つが、クロム含量が２３重量％以下のステンレス
鋼からなり、電解質マトリクスの電解質として炭酸リチ
ウム６０〜７５モル％を含有し、炭酸リチウム以外の炭
酸塩の５０モル％以上が炭酸ナトリウムである混合炭酸
塩が用いられているので、酸素を含む雰囲気に曝され、
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材での腐食
の発生を防止することができるという、高性能を有す
る。
【００２０】第２発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、電解
質マトリクスの電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を
含有し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が
炭酸ナトリウムである混合炭酸塩であり、酸化剤電極側
集電板がクロム含量が２３重量％以上であるステンレス
鋼が用いられたものである。
質マトリクスの電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を
含有し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が
炭酸ナトリウムである混合炭酸塩であり、酸化剤電極側
集電板がクロム含量が２３重量％以上であるステンレス
鋼が用いられたものである。
【００２１】前記炭酸リチウム以外の炭酸塩には、炭酸
ナトリウムが５０モル％以上含有されるが、その他の炭
酸塩として、たとえば炭酸カリウム、炭酸バリウム、炭
酸カルシウム、炭酸ストロンチウムなどがあげられる。
ナトリウムが５０モル％以上含有されるが、その他の炭
酸塩として、たとえば炭酸カリウム、炭酸バリウム、炭
酸カルシウム、炭酸ストロンチウムなどがあげられる。
【００２２】また、酸化剤電極側集電板に用いられるク
ロム含量が２３重量％以上のステンレス鋼としては、た
とえばＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ４４６な
どがあげられる。
ロム含量が２３重量％以上のステンレス鋼としては、た
とえばＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ４４６な
どがあげられる。
【００２３】第２発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、従来
の溶融炭酸塩型燃料電池と比較して、電解質マトリクス
の電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有し、炭酸
リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸ナトリウ
ムである混合炭酸塩であり、酸化剤電極側集電板がクロ
ム含量が２３重量％以上であるステンレス鋼であること
により、酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解
質によって表面が濡れる部材での腐食の発生を抑制する
ことができる。
の溶融炭酸塩型燃料電池と比較して、電解質マトリクス
の電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有し、炭酸
リチウム以外の炭酸塩の５０モル％以上が炭酸ナトリウ
ムである混合炭酸塩であり、酸化剤電極側集電板がクロ
ム含量が２３重量％以上であるステンレス鋼であること
により、酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解
質によって表面が濡れる部材での腐食の発生を抑制する
ことができる。
【００２４】第３発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、運転
中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質に
よって表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量
が２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マト
リクスの電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有し
た混合炭酸塩からなり、電池温度４８０〜５７０℃で酸
化剤電極が触れる雰囲気中の酸素分圧が０．０１ａｔｍ
以下のものである。
中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した電解質に
よって表面が濡れる部材の少なくとも１つがクロム含量
が２３重量％以下のステンレス鋼からなり、電解質マト
リクスの電解質が炭酸リチウム６０モル％以下を含有し
た混合炭酸塩からなり、電池温度４８０〜５７０℃で酸
化剤電極が触れる雰囲気中の酸素分圧が０．０１ａｔｍ
以下のものである。
【００２５】前記運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材として
は、たとえば酸化剤電極側集電板（酸化剤電極側穴あき
板、酸化剤電極側コルゲート板）、セパレータ板などが
あげられる。
かつ溶融した電解質によって表面が濡れる部材として
は、たとえば酸化剤電極側集電板（酸化剤電極側穴あき
板、酸化剤電極側コルゲート板）、セパレータ板などが
あげられる。
【００２６】また、前記クロム含量が２３重量％以下の
ステンレス鋼としては、たとえばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵ
Ｓ３０４などがあげられる。
ステンレス鋼としては、たとえばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵ
Ｓ３０４などがあげられる。
【００２７】前記混合炭酸塩には、炭酸リチウムが６０
モル％以下含有されるが、その他の炭酸塩としては、た
とえば炭酸カリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、
炭酸ストロンチウムなどがあげられる。
モル％以下含有されるが、その他の炭酸塩としては、た
とえば炭酸カリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、
炭酸ストロンチウムなどがあげられる。
【００２８】また、第３発明においては、電池温度４８
０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気中の酸素分圧
が０．０１ａｔｍ以下とされるのは、腐食の発生を抑制
するためである。
０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気中の酸素分圧
が０．０１ａｔｍ以下とされるのは、腐食の発生を抑制
するためである。
【００２９】第３発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、前記
構成を有することにより、従来の溶融炭酸塩型燃料電池
と対比して、酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した
電解質によって表面が濡れる部材での腐食の発生を抑制
することができる。
構成を有することにより、従来の溶融炭酸塩型燃料電池
と対比して、酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した
電解質によって表面が濡れる部材での腐食の発生を抑制
することができる。
【００３０】第４発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、溶融
した電解質によって表面が濡れる部材の少なくとも１つ
がクロム含量が２３重量％以下のステンレス鋼からな
り、電解質マトリクスの電解質が炭酸リチウム６０モル
％以下を含有した混合炭酸塩からなり、電池温度４８０
〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気中の炭酸ガス分
圧が０．０１ａｔｍ以下のものである。
した電解質によって表面が濡れる部材の少なくとも１つ
がクロム含量が２３重量％以下のステンレス鋼からな
り、電解質マトリクスの電解質が炭酸リチウム６０モル
％以下を含有した混合炭酸塩からなり、電池温度４８０
〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気中の炭酸ガス分
圧が０．０１ａｔｍ以下のものである。
【００３１】前記溶融した電解質によって表面が濡れる
部材としては、たとえば酸化剤電極側集電板（酸化剤電
極側穴あき板、酸化剤電極側コルゲート板）、セパレー
タ板などがあげられる。
部材としては、たとえば酸化剤電極側集電板（酸化剤電
極側穴あき板、酸化剤電極側コルゲート板）、セパレー
タ板などがあげられる。
【００３２】また、前記クロム含量が２３重量％以下の
ステンレス鋼としては、たとえばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵ
Ｓ３０４などがあげられる。
ステンレス鋼としては、たとえばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵ
Ｓ３０４などがあげられる。
【００３３】前記混合炭酸塩には、炭酸リチウムが６０
モル％以下含有されるが、その他の炭酸塩としては、た
とえば炭酸カリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、
炭酸ストロンチウムなどがあげられる。
モル％以下含有されるが、その他の炭酸塩としては、た
とえば炭酸カリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、
炭酸ストロンチウムなどがあげられる。
【００３４】また、第４発明においては、電池温度４８
０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気中の炭酸ガス
分圧が０．０１ａｔｍ以下とされるのは、腐食の発生を
抑制するためである。
０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気中の炭酸ガス
分圧が０．０１ａｔｍ以下とされるのは、腐食の発生を
抑制するためである。
【００３５】第４発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、前記
構成を有することにより、従来の溶融炭酸塩型燃料電池
と対比して、酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した
電解質によって表面が濡れる部材での腐食の発生を抑制
することができる。
構成を有することにより、従来の溶融炭酸塩型燃料電池
と対比して、酸素を含む雰囲気に曝され、かつ溶融した
電解質によって表面が濡れる部材での腐食の発生を抑制
することができる。
【００３６】
【実施例】つぎに、第１〜４発明の溶融炭酸塩型燃料電
池を実施例にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発
明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
池を実施例にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発
明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３７】［実施例１〜２］第１発明の溶融炭酸塩型
燃料電池を図２にもとづいて説明する。
燃料電池を図２にもとづいて説明する。
【００３８】図２は、第１発明の溶融炭酸塩型燃料電池
の一実施態様を示す概略説明図である。
の一実施態様を示す概略説明図である。
【００３９】図２において、酸化剤電極３の一方表面上
に電解質マトリクス１が設けられ、他方表面上に酸化剤
電極側穴あき板（ＳＵＳ３１６Ｌ：クロム含量１８〜２
０重量％）９、酸化剤電極側コルゲート板（ＳＵＳ３１
６Ｌ）１０およびセパレータ板（ＳＵＳ３１６Ｌ）１１
が設けられているものを用いた。
に電解質マトリクス１が設けられ、他方表面上に酸化剤
電極側穴あき板（ＳＵＳ３１６Ｌ：クロム含量１８〜２
０重量％）９、酸化剤電極側コルゲート板（ＳＵＳ３１
６Ｌ）１０およびセパレータ板（ＳＵＳ３１６Ｌ）１１
が設けられているものを用いた。
【００４０】酸化剤電極側集電板（酸化剤電極側穴あき
板９、酸化剤電極側コルゲート板１０）およびセパレー
タ板１１は、運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、溶融
した電解質により表面が濡れた。電解質マトリクス１の
電解質として、炭酸リチウム６０モル％および炭酸ナト
リウム４０モル％からなる混合炭酸塩（実施例１）また
は炭酸リチウム７０モル％および炭酸ナトリウム３０モ
ル％からなる混合炭酸塩（実施例２）を用いた。
板９、酸化剤電極側コルゲート板１０）およびセパレー
タ板１１は、運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、溶融
した電解質により表面が濡れた。電解質マトリクス１の
電解質として、炭酸リチウム６０モル％および炭酸ナト
リウム４０モル％からなる混合炭酸塩（実施例１）また
は炭酸リチウム７０モル％および炭酸ナトリウム３０モ
ル％からなる混合炭酸塩（実施例２）を用いた。
【００４１】この燃料電池では、電解質の融解開始温度
（４９６℃）以上の温度で酸化剤電極側に空気７０モル
％と炭酸ガス３０モル％とからなる混合ガスを流しなが
ら、２０℃／時の昇温速度で燃料電池を６５０℃にまで
昇温し、運転したが、カソード側部材には異常な腐食が
発生しなかった。
（４９６℃）以上の温度で酸化剤電極側に空気７０モル
％と炭酸ガス３０モル％とからなる混合ガスを流しなが
ら、２０℃／時の昇温速度で燃料電池を６５０℃にまで
昇温し、運転したが、カソード側部材には異常な腐食が
発生しなかった。
【００４２】また、燃料電池の内部抵抗も従来品（電解
質：炭酸リチウム６２モル％および炭酸カリウム３８モ
ル％を含有する混合炭酸塩）を示す比較例１の燃料電池
よりも３０％程度低かった。比較例１の燃料電池には、
初期の段階では、異常腐食が起きていないが、運転中に
ニッケルの析出による短絡が起き、長期間の運転が不可
能となった。しかも、電池性能の劣化率（電圧の低下）
も１４〜１５ｍＶ／１０００時間と実用上充分ではなか
った。
質：炭酸リチウム６２モル％および炭酸カリウム３８モ
ル％を含有する混合炭酸塩）を示す比較例１の燃料電池
よりも３０％程度低かった。比較例１の燃料電池には、
初期の段階では、異常腐食が起きていないが、運転中に
ニッケルの析出による短絡が起き、長期間の運転が不可
能となった。しかも、電池性能の劣化率（電圧の低下）
も１４〜１５ｍＶ／１０００時間と実用上充分ではなか
った。
【００４３】そこで、近年、酸化剤雰囲気において酸化
ニッケルの溶解度が小さい炭酸リチウムと炭酸ナトリウ
ムの混合炭酸塩を電解質として用いることが試みられる
ようになっている。
ニッケルの溶解度が小さい炭酸リチウムと炭酸ナトリウ
ムの混合炭酸塩を電解質として用いることが試みられる
ようになっている。
【００４４】表１に示すように、比較例２では、炭酸リ
チウム５３モル％および炭酸ナトリウム４７モル％から
なる混合炭酸塩を電解質として比較例１と同じ燃料電池
に用いたため、酸化剤電極側穴あき板に重大な腐食が発
生し、運転不能となる事態が発生した。
チウム５３モル％および炭酸ナトリウム４７モル％から
なる混合炭酸塩を電解質として比較例１と同じ燃料電池
に用いたため、酸化剤電極側穴あき板に重大な腐食が発
生し、運転不能となる事態が発生した。
【００４５】しかしながら、実施例１〜２の燃料電池か
ら明らかなように、炭酸リチウムの含量を６０モル％以
上に増加させれば、異常な腐食を防止することができる
ことがわかった。
ら明らかなように、炭酸リチウムの含量を６０モル％以
上に増加させれば、異常な腐食を防止することができる
ことがわかった。
【００４６】また、炭酸リチウムの含量を高めるほど、
異常な腐食の発生を防止することができることが確認す
ることができたが、炭酸リチウムの含量が７５モル％以
上となると、６５０℃における燃料電池およびスタック
運転時に未溶解の炭酸リチウムが存在した。したがっ
て、このような高含量で炭酸リチウムを含有する混合炭
酸塩を電解質として用いることが困難である。
異常な腐食の発生を防止することができることが確認す
ることができたが、炭酸リチウムの含量が７５モル％以
上となると、６５０℃における燃料電池およびスタック
運転時に未溶解の炭酸リチウムが存在した。したがっ
て、このような高含量で炭酸リチウムを含有する混合炭
酸塩を電解質として用いることが困難である。
【００４７】電解質として、炭酸ナトリウムのかわりに
炭酸カリウムを用いたばあいも検討したが、炭酸リチウ
ムの含有量が同じであれば、腐食に対する影響はそれほ
ど変わらないことがわかった。
炭酸カリウムを用いたばあいも検討したが、炭酸リチウ
ムの含有量が同じであれば、腐食に対する影響はそれほ
ど変わらないことがわかった。
【００４８】また、比較例３〜４として、酸化剤と直接
接触する酸化剤電極側集電板である酸化剤電極側穴あき
板にクロムを約２５重量％含有するＳＵＳ３１０Ｓを用
いたところ、有害な腐食が発生しなかった。しかしなが
ら、ナトリウムクロメートが酸化剤電極側集電板の表面
に生成し、電解質の消耗がＳＵＳ３１６Ｌを用いたばあ
いよりも大きいため、電池性能の劣化率が大きくなるこ
とがわかった。
接触する酸化剤電極側集電板である酸化剤電極側穴あき
板にクロムを約２５重量％含有するＳＵＳ３１０Ｓを用
いたところ、有害な腐食が発生しなかった。しかしなが
ら、ナトリウムクロメートが酸化剤電極側集電板の表面
に生成し、電解質の消耗がＳＵＳ３１６Ｌを用いたばあ
いよりも大きいため、電池性能の劣化率が大きくなるこ
とがわかった。
【００４９】また、酸化剤電極側穴あき板に用いられた
ステンレス鋼中のクロムの含量が１３重量％よりも小さ
いばあい、運転中に酸化剤電極側穴あき板の腐食速度が
大きくなるので、実用に適さないことがわかった。
ステンレス鋼中のクロムの含量が１３重量％よりも小さ
いばあい、運転中に酸化剤電極側穴あき板の腐食速度が
大きくなるので、実用に適さないことがわかった。
【００５０】なお、腐食状況、初期特性、劣化の程度
は、以下の方法にしたがって調べた。
は、以下の方法にしたがって調べた。
【００５１】酸化剤電極側に空気７０モル％（酸素分圧
０．１５ａｔｍ）および炭酸ガス３０モル％（ガス分圧
０．３ａｔｍ）からなる混合ガスを流量５０ｃｍ3／分
で流しながら昇温速度４０℃／時で６５０℃まで昇温さ
せたのち、同一組成の混合ガスを酸化剤電極に流し、ま
た燃料電極には、空気７２モル％、水素ガス１８モル％
および水蒸気１０モル％からなる混合ガスを流量５０ｃ
ｍ3／分で流し、燃料電池の発電試験を行なった。その
結果、電流密度は１５０ｍＡ／ｃｍ2、燃料利用率は４
０％、酸素利用率は４０％であった。
０．１５ａｔｍ）および炭酸ガス３０モル％（ガス分圧
０．３ａｔｍ）からなる混合ガスを流量５０ｃｍ3／分
で流しながら昇温速度４０℃／時で６５０℃まで昇温さ
せたのち、同一組成の混合ガスを酸化剤電極に流し、ま
た燃料電極には、空気７２モル％、水素ガス１８モル％
および水蒸気１０モル％からなる混合ガスを流量５０ｃ
ｍ3／分で流し、燃料電池の発電試験を行なった。その
結果、電流密度は１５０ｍＡ／ｃｍ2、燃料利用率は４
０％、酸素利用率は４０％であった。
【００５２】また、発電時の電圧が６５０ｍＶを下回る
まで燃料電池の運転を行なったのち、酸化剤電極に流し
た混合ガスをチッ素ガスに変更し、室温まで冷却した。
つぎにこの燃料電池を分解し、酸化剤電極側の部材を観
察し、以下の評価基準にもとづいて評価した。
まで燃料電池の運転を行なったのち、酸化剤電極に流し
た混合ガスをチッ素ガスに変更し、室温まで冷却した。
つぎにこの燃料電池を分解し、酸化剤電極側の部材を観
察し、以下の評価基準にもとづいて評価した。
【００５３】（イ）腐食状況の評価基準 ○：カソード集電板の全面に黒色の緻密な被膜が生成。 △：ほぼカソード集電板の全面が黒色の被膜で覆われて
いるが、一部に被膜の剥離がみられる。 ×：カソード集電板が赤色の多孔質の被膜で覆われてい
る。
いるが、一部に被膜の剥離がみられる。 ×：カソード集電板が赤色の多孔質の被膜で覆われてい
る。
【００５４】（ロ）初期特性の評価基準 ○：初期電圧が８３０ｍＶ以上。 △：初期電圧が７９０ｍＶ以上、８３０ｍＶ未満。 ×：初期電圧が７９０ｍＶ未満。
【００５５】（ハ）劣化の程度 ○：１０００時間あたりの電圧の低下が１０ｍＶ未満。 △：１０００時間あたりの電圧の低下が１０ｍＶ以上、
２０ｍＶ未満。 ×：１０００時間あたりの電圧の低下が２０ｍＶ以上。
２０ｍＶ未満。 ×：１０００時間あたりの電圧の低下が２０ｍＶ以上。
【００５６】［実施例３］以下に第２発明の実施例を示
す。
す。
【００５７】電解質として炭酸リチウムと炭酸カリウム
とのモル比が５３：４７である混合炭酸塩を用い、酸化
剤電極側に空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）
および炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）の
混合ガスを流しながら、室温から昇温速度４０℃／時で
６５０℃まで昇温すると、酸化剤電極側集電板（ＳＵＳ
３１６Ｌ：クロム含量１８〜２０重量％）上に異常な腐
食が生じた（比較例２）。
とのモル比が５３：４７である混合炭酸塩を用い、酸化
剤電極側に空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）
および炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）の
混合ガスを流しながら、室温から昇温速度４０℃／時で
６５０℃まで昇温すると、酸化剤電極側集電板（ＳＵＳ
３１６Ｌ：クロム含量１８〜２０重量％）上に異常な腐
食が生じた（比較例２）。
【００５８】これに対して、電解質として炭酸リチウム
と炭酸カリウムとのモル比が５３：４７である混合炭酸
塩を用い、また酸化剤電極側穴あき集電板（ＳＵＳ３１
０Ｓ：クロム含量２５重量％）を用いた燃料電池の酸化
剤電極側に空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）
と炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）とから
なる混合ガスを流しながら、６５０℃にまで昇温し、異
常な腐食が起きるかどうかを調べた（実施例３）。その
結果、異常な腐食が抑制されることが確認された。
と炭酸カリウムとのモル比が５３：４７である混合炭酸
塩を用い、また酸化剤電極側穴あき集電板（ＳＵＳ３１
０Ｓ：クロム含量２５重量％）を用いた燃料電池の酸化
剤電極側に空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）
と炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）とから
なる混合ガスを流しながら、６５０℃にまで昇温し、異
常な腐食が起きるかどうかを調べた（実施例３）。その
結果、異常な腐食が抑制されることが確認された。
【００５９】前記異常な腐食は、酸化剤電極側集電板の
表面上の電解質量が多いほど加速される傾向が認められ
たため、電極に直接接触している酸化剤電極側集電板に
クロム含量が高い材料を用いることが効果的であること
がわかる。
表面上の電解質量が多いほど加速される傾向が認められ
たため、電極に直接接触している酸化剤電極側集電板に
クロム含量が高い材料を用いることが効果的であること
がわかる。
【００６０】表１中の比較例３〜４は、電解質に含まれ
た炭酸リチウムの含量を６０モル％または７０モル％に
上昇させたばあいである。いずれのばあいにも、異常な
腐食が生じず、また電池性能の劣化率は、炭酸リチウム
の含量が大きくなるほど小さくなる傾向があることが認
められた。
た炭酸リチウムの含量を６０モル％または７０モル％に
上昇させたばあいである。いずれのばあいにも、異常な
腐食が生じず、また電池性能の劣化率は、炭酸リチウム
の含量が大きくなるほど小さくなる傾向があることが認
められた。
【００６１】しかしながら、炭酸リチウムの含量が７５
モル％以上になると、６５０℃における燃料電池および
スタック運転時には、未溶解の炭酸リチウムが存在し
た。したがって、このような高含量で炭酸リチウムを含
有する混合炭酸塩を電解質として用いることが困難であ
る。
モル％以上になると、６５０℃における燃料電池および
スタック運転時には、未溶解の炭酸リチウムが存在し
た。したがって、このような高含量で炭酸リチウムを含
有する混合炭酸塩を電解質として用いることが困難であ
る。
【００６２】［実施例４〜５］以下に第３発明の実施例
を表２に示す。
を表２に示す。
【００６３】比較例２では、酸化剤電極側に空気７０モ
ル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）および炭酸ガス３０モ
ル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）の混合ガスを流しなが
ら、室温から昇温速度４０℃／時で６５０℃にまで昇温
したために異常な腐食が生じた。
ル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）および炭酸ガス３０モ
ル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）の混合ガスを流しなが
ら、室温から昇温速度４０℃／時で６５０℃にまで昇温
したために異常な腐食が生じた。
【００６４】そこで、炭酸リチウムと炭酸ナトリウムと
のモル比が５３：４７である電解質をＳＵＳ３１６Ｌに
塗布し、空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）お
よび炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）の混
合ガス雰囲気中で、この異常な腐食が起きる温度範囲を
熱重量測定によって調べた。その結果、異常腐食は、電
解質の融解開始温度（４９６℃）から発生し、５７０℃
以上の温度では発生しなくなることがわかった。
のモル比が５３：４７である電解質をＳＵＳ３１６Ｌに
塗布し、空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔｍ）お
よび炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔｍ）の混
合ガス雰囲気中で、この異常な腐食が起きる温度範囲を
熱重量測定によって調べた。その結果、異常腐食は、電
解質の融解開始温度（４９６℃）から発生し、５７０℃
以上の温度では発生しなくなることがわかった。
【００６５】したがって、実施例４では、電解質の融点
以下の４５０℃から５７０℃までの酸化剤電極に供給す
るガス中の酸素を遮断し、炭酸ガス１０モル％（ガス分
圧０．１ａｔｍ）とチッ素ガス９０モル％との混合ガス
（酸素分圧０ａｔｍ）を送り込み、５７０℃よりも高い
温度でふたたび空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔ
ｍ）および炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔ
ｍ）からなる混合ガスを吹き込んで燃料電池を６５０℃
にまで昇温させた。その際の昇温速度は、比較例１と同
様に４０℃／時とした。そののち、腐食状況を観察し
た。その結果、異常腐食は、発生しなかった。
以下の４５０℃から５７０℃までの酸化剤電極に供給す
るガス中の酸素を遮断し、炭酸ガス１０モル％（ガス分
圧０．１ａｔｍ）とチッ素ガス９０モル％との混合ガス
（酸素分圧０ａｔｍ）を送り込み、５７０℃よりも高い
温度でふたたび空気７０モル％（酸素分圧０．１５ａｔ
ｍ）および炭酸ガス３０モル％（ガス分圧０．３ａｔ
ｍ）からなる混合ガスを吹き込んで燃料電池を６５０℃
にまで昇温させた。その際の昇温速度は、比較例１と同
様に４０℃／時とした。そののち、腐食状況を観察し
た。その結果、異常腐食は、発生しなかった。
【００６６】実施例３では、酸化剤電極側穴あき板にク
ロム含量が２５重量％のＳＵＳ３１０Ｓを用いれば、腐
食が抑制されることが示されたが、クロム含量が１８〜
２０重量％のステンレス鋼を用いても、昇温または降温
中のガス雰囲気を調整することによっても酸素を含む雰
囲気に曝され、かつ溶融した電解質によって表面が濡れ
る部材の腐食を抑制することができることがわかった。
ロム含量が２５重量％のＳＵＳ３１０Ｓを用いれば、腐
食が抑制されることが示されたが、クロム含量が１８〜
２０重量％のステンレス鋼を用いても、昇温または降温
中のガス雰囲気を調整することによっても酸素を含む雰
囲気に曝され、かつ溶融した電解質によって表面が濡れ
る部材の腐食を抑制することができることがわかった。
【００６７】さらに、実施例４と同じ条件でＳＵＳ３１
６Ｌを酸化剤電極側穴あき板に用いて燃料電池を運転し
たところ、電池性能の劣化率は７〜８ｍＶ／１０００時
間であり、ＳＵＳ３１０Ｓを用いたばあい（実施例３、
１１〜１３ｍＶ／１０００時間）よりも小さくなること
がわかった。
６Ｌを酸化剤電極側穴あき板に用いて燃料電池を運転し
たところ、電池性能の劣化率は７〜８ｍＶ／１０００時
間であり、ＳＵＳ３１０Ｓを用いたばあい（実施例３、
１１〜１３ｍＶ／１０００時間）よりも小さくなること
がわかった。
【００６８】実施例４では、酸素を完全に遮断したが、
酸素分圧が低いほど異常な腐食の発生を遅らせることが
でき、表２中の実施例５に示されるように、酸素分圧が
０．０１ａｔｍとなる空気５モル％を含む混合ガス雰囲
気中であれば、昇温速度の違いによっては融点以上から
５７０℃までの間の異常な腐食を実用上問題のない範囲
におさえることができることがわかった。
酸素分圧が低いほど異常な腐食の発生を遅らせることが
でき、表２中の実施例５に示されるように、酸素分圧が
０．０１ａｔｍとなる空気５モル％を含む混合ガス雰囲
気中であれば、昇温速度の違いによっては融点以上から
５７０℃までの間の異常な腐食を実用上問題のない範囲
におさえることができることがわかった。
【００６９】しかしながら、比較例５に示されるよう
に、酸素分圧が０．０２ａｔｍとなる空気１０モル％を
含む混合ガス雰囲気中では、異常な腐食が発生すること
がわかった。
に、酸素分圧が０．０２ａｔｍとなる空気１０モル％を
含む混合ガス雰囲気中では、異常な腐食が発生すること
がわかった。
【００７０】［実施例６〜７］以下に第４発明の実施例
を表２に示す。
を表２に示す。
【００７１】実施例４〜５では、昇温過程で酸素分圧を
０．０１ａｔｍ以下にすれば、クロム含量が１８〜２０
重量％のＳＵＳ３１６Ｌによっても、異常な腐食の発生
を抑制することができた。
０．０１ａｔｍ以下にすれば、クロム含量が１８〜２０
重量％のＳＵＳ３１６Ｌによっても、異常な腐食の発生
を抑制することができた。
【００７２】これと同様に、表２中の実施例６に示され
るように、昇温中において異常な腐食が発生する温度領
域である４８０℃から５７０℃までのあいだに炭酸ガス
を遮断しても異常腐食を抑制することができることがわ
かった。
るように、昇温中において異常な腐食が発生する温度領
域である４８０℃から５７０℃までのあいだに炭酸ガス
を遮断しても異常腐食を抑制することができることがわ
かった。
【００７３】実施例７では、ガス分圧が０．０１ａｔｍ
である炭酸ガスを１モル％含む混合ガス雰囲気中であっ
ても、異常な腐食の発生の抑制に効果があることがわか
った。しかしながら、比較例６に示されるように、ガス
分圧が０．０５ａｔｍである炭酸ガス５モル％を含む混
合ガス雰囲気中で昇温すると異常な腐食が発生すること
がわかった。
である炭酸ガスを１モル％含む混合ガス雰囲気中であっ
ても、異常な腐食の発生の抑制に効果があることがわか
った。しかしながら、比較例６に示されるように、ガス
分圧が０．０５ａｔｍである炭酸ガス５モル％を含む混
合ガス雰囲気中で昇温すると異常な腐食が発生すること
がわかった。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、第１発明によれ
ば、酸化剤電極側集電板の異常な腐食を抑制することが
できる。
ば、酸化剤電極側集電板の異常な腐食を抑制することが
できる。
【００７７】第２発明によれば、酸化剤電極側集電板上
に異常な腐食を発生させずに、電池性能の劣化率１０ｍ
Ｖ／１０００時間未満で安定に運転することができる。
に異常な腐食を発生させずに、電池性能の劣化率１０ｍ
Ｖ／１０００時間未満で安定に運転することができる。
【００７８】第３発明によれば、酸化剤電極側集電板上
に異常な腐食を発生させずに燃料電池を安定に運転する
ことができる。
に異常な腐食を発生させずに燃料電池を安定に運転する
ことができる。
【００７９】第４発明によれば、酸化剤電極側集電板上
に異常な腐食を発生させずに燃料電池を安定に運転する
ことができる。
に異常な腐食を発生させずに燃料電池を安定に運転する
ことができる。
【図１】 本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の一実施態様
を示す要部斜視図である。
を示す要部斜視図である。
【図２】 本発明の実施例１〜２における溶融炭酸塩型
燃料電池の一実施態様を示す概略説明図である。
燃料電池の一実施態様を示す概略説明図である。
１ 電解質マトリクス、２ 燃料電極、３ 酸化剤電
極、４ 単セル、５ 燃料電極側集電板、８ 酸化剤電
極側集電板、１１ セパレータ板、１２ａ、１２ｂ マ
ニホールド、１３ ウェットシール部、１４ マニホー
ルドシール部。
極、４ 単セル、５ 燃料電極側集電板、８ 酸化剤電
極側集電板、１１ セパレータ板、１２ａ、１２ｂ マ
ニホールド、１３ ウェットシール部、１４ マニホー
ルドシール部。
Claims (5)
- 【請求項１】 電解質マトリクスの上面および下面にそ
れぞれ燃料電極および酸化剤電極が設けられてなる単セ
ル、前記単セルの燃料電極上に燃料電極側集電板が設け
られ、前記単セルの酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板
が設けられ、電池の内外を分離するためのウェットシー
ル部が単セルと各セパレータ板との間に設けられ、その
側面にマニホールドシール部を介して燃料と酸化剤を供
給するためのマニホールドを有する溶融炭酸塩型燃料電
池において、運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ
溶融した電解質によって表面が濡れる部材の少なくとも
１つがクロム含量が２３重量％以下のステンレス鋼から
なり、電解質マトリクスの電解質が炭酸リチウム６０〜
７５モル％を含有し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の５０
モル％以上が炭酸ナトリウムである混合炭酸塩である溶
融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項２】 酸化剤電極側集電板が、クロム含量が２
３重量％以下のステンレス鋼からなるものである請求項
１記載の溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項３】 電解質マトリクスの上面および下面にそ
れぞれ燃料電極および酸化剤電極が設けられてなる単セ
ル、前記単セルの燃料電極上に燃料電極側集電板が設け
られ、前記単セルの酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板
が設けられ、電池の内外を分離するためのウェットシー
ル部が単セルと各セパレータ板との間に設けられ、その
側面にマニホールドシール部を介して燃料と酸化剤を供
給するためのマニホールドを有する溶融炭酸塩型燃料電
池において、電解質マトリクスの電解質が炭酸リチウム
６０モル％以下を含有し、炭酸リチウム以外の炭酸塩の
５０モル％以上が炭酸ナトリウムである混合炭酸塩であ
り、酸化剤電極側集電板がクロム含量が２３重量％以上
であるステンレス鋼である溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項４】 電解質マトリクスの上面および下面にそ
れぞれ燃料電極および酸化剤電極が設けられてなる単セ
ル、前記単セルの燃料電極上に燃料電極側集電板が設け
られ、前記単セルの酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板
が設けられ、電池の内外を分離するためのウェットシー
ル部が単セルと各セパレータ板との間に設けられ、その
側面にマニホールドシール部を介して燃料と酸化剤を供
給するためのマニホールドを有する溶融炭酸塩型燃料電
池において、運転中に酸素を含む雰囲気に曝され、かつ
溶融した電解質によって表面が濡れる部材の少なくとも
１つがクロム含量が２３重量％以下のステンレス鋼から
なり、電解質マトリクスの電解質が炭酸リチウム６０モ
ル％以下を含有した混合炭酸塩からなり、電池温度４８
０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気中の酸素分圧
が０．０１ａｔｍ以下である溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項５】 電解質マトリクスの上面および下面にそ
れぞれ燃料電極および酸化剤電極が設けられてなる単セ
ル、前記単セルの燃料電極上に燃料電極側集電板が設け
られ、前記単セルの酸化剤電極上に酸化剤電極側集電板
が設けられ、電池の内外を分離するためのウェットシー
ル部が単セルと各セパレータ板との間に設けられ、その
側面にマニホールドシール部を介して燃料と酸化剤を供
給するためのマニホールドを有する溶融炭酸塩型燃料電
池において、溶融した電解質によって表面が濡れる部材
の少なくとも１つがクロム含量が２３重量％以下のステ
ンレス鋼からなり、電解質マトリクスの電解質が炭酸リ
チウム６０モル％以下を含有した混合炭酸塩からなり、
電池温度４８０〜５７０℃で酸化剤電極が触れる雰囲気
中の炭酸ガス分圧が０．０１ａｔｍ以下である溶融炭酸
塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120441A JPH09306516A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120441A JPH09306516A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306516A true JPH09306516A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14786290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8120441A Pending JPH09306516A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306516A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6777968B1 (en) | 1999-10-06 | 2004-08-17 | Tokyo Electron Limted | Probing method and probing apparatus in which steady load is applied to main chuck |
| US7009415B2 (en) | 1999-10-06 | 2006-03-07 | Tokyo Electron Limited | Probing method and probing apparatus |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP8120441A patent/JPH09306516A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6777968B1 (en) | 1999-10-06 | 2004-08-17 | Tokyo Electron Limted | Probing method and probing apparatus in which steady load is applied to main chuck |
| US7009415B2 (en) | 1999-10-06 | 2006-03-07 | Tokyo Electron Limited | Probing method and probing apparatus |
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