JPS58129770A - 溶融塩型燃料電池用電極 - Google Patents
溶融塩型燃料電池用電極Info
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- JPS58129770A JPS58129770A JP57012934A JP1293482A JPS58129770A JP S58129770 A JPS58129770 A JP S58129770A JP 57012934 A JP57012934 A JP 57012934A JP 1293482 A JP1293482 A JP 1293482A JP S58129770 A JPS58129770 A JP S58129770A
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- JP
- Japan
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- porous body
- electrode
- metal
- molten salt
- fuel cell
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9041—Metals or alloys
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8605—Porous electrodes
- H01M4/8621—Porous electrodes containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
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- 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
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- 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
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- 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
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- 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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶融塩型燃料電池用電極に関するものである
。
。
近時、発電用に用いる燃料電池の開発が活発に行われて
おり、溶融塩型燃料電池の大容量化が検討されている。
おり、溶融塩型燃料電池の大容量化が検討されている。
溶融塩型燃料電池は、第１図に示すような単電池を積層
して構成される。この図で１．７はそれぞれ端板で、こ
れらの端板１，７間に集電体を兼ねる燃料極側スペーサ
２、燃料極３、の大容量化のためには、大型の電極を必
要とするが、大型の電極は変形し易く、かつ強度の大き
いものを製作するには多くの問題がある。すなわち、作
動中に電極が変形すると、電極と集電面との接触抵抗が
大きくなり性能の低下を起こす。まだ、場合によっては
、ガス流路を閉塞する危険性もある。寸だ、電極の強度
が小さいと、焼結もしくはフェルト化した電極構造に壊
滅的破損がもたらされることさえある。このため、従来
から、電極の焼結条件の厳密な制御、骨格としての金網
の使用等が試みられていたが、未だに問題点を解決する
のに十分な電極は得られなかった。
して構成される。この図で１．７はそれぞれ端板で、こ
れらの端板１，７間に集電体を兼ねる燃料極側スペーサ
２、燃料極３、の大容量化のためには、大型の電極を必
要とするが、大型の電極は変形し易く、かつ強度の大き
いものを製作するには多くの問題がある。すなわち、作
動中に電極が変形すると、電極と集電面との接触抵抗が
大きくなり性能の低下を起こす。まだ、場合によっては
、ガス流路を閉塞する危険性もある。寸だ、電極の強度
が小さいと、焼結もしくはフェルト化した電極構造に壊
滅的破損がもたらされることさえある。このため、従来
から、電極の焼結条件の厳密な制御、骨格としての金網
の使用等が試みられていたが、未だに問題点を解決する
のに十分な電極は得られなかった。
本発明は、これらの問題点を除去し、変形が生ぜず、強
度の大きい大型の溶融塩型燃料電池用電極の提供を可能
とすることを目的とし、金属製の多孔体と、この多孔体
を骨格とし、その空隙内に充填、焼結された金属粉末と
からなることを特徴とするものである。
度の大きい大型の溶融塩型燃料電池用電極の提供を可能
とすることを目的とし、金属製の多孔体と、この多孔体
を骨格とし、その空隙内に充填、焼結された金属粉末と
からなることを特徴とするものである。
本発明では、金属よりなる多孔体が骨格として使用され
る。この多孔体は、例えば、発泡ポリウレタンのような
発泡樹脂に金属をメッキした後、発泡樹脂を除去して製
造され、多孔率８０％以」二、好ましくは９０〜９８％
のものが用いられる。ここで用いられる金属は、ニッケ
ル又はニッケル・場合には、より高い耐熱性、強度を得
ることができる。このようにして作られた多孔体は平面
−」−の少なくとも三方向に孔を有する。多くの場合平
面に対して」二下の方向にも少なくとも三方向の孔をゼ
する。あらゆる方向に向けて孔がおいている多孔体とい
える。かかる多孔体を総称して、以下、三次元的に網状
の多孔体という多孔体に金属粉末を充填した後焼結され
るが、焼結は、通常は水素還元雰囲気あるいは窒素、ア
ルゴン等の不活性雰囲気の下で温度７５０〜１１００Ｃ
で行われる。この処理で三次元網状多孔体と金属粉末と
は一体化し、溶融塩型燃料電池の作動条件下において変
形が生ぜず、しかも強度の大きな電極を得ることができ
る。なお、焼結処理を水素還元雰囲気あるいは不活性雰
囲気で行う代りに大気雰囲気下で行うこともできる。
る。この多孔体は、例えば、発泡ポリウレタンのような
発泡樹脂に金属をメッキした後、発泡樹脂を除去して製
造され、多孔率８０％以」二、好ましくは９０〜９８％
のものが用いられる。ここで用いられる金属は、ニッケ
ル又はニッケル・場合には、より高い耐熱性、強度を得
ることができる。このようにして作られた多孔体は平面
−」−の少なくとも三方向に孔を有する。多くの場合平
面に対して」二下の方向にも少なくとも三方向の孔をゼ
する。あらゆる方向に向けて孔がおいている多孔体とい
える。かかる多孔体を総称して、以下、三次元的に網状
の多孔体という多孔体に金属粉末を充填した後焼結され
るが、焼結は、通常は水素還元雰囲気あるいは窒素、ア
ルゴン等の不活性雰囲気の下で温度７５０〜１１００Ｃ
で行われる。この処理で三次元網状多孔体と金属粉末と
は一体化し、溶融塩型燃料電池の作動条件下において変
形が生ぜず、しかも強度の大きな電極を得ることができ
る。なお、焼結処理を水素還元雰囲気あるいは不活性雰
囲気で行う代りに大気雰囲気下で行うこともできる。
一般に、金属粉末を大気雰囲気下で焼結すると金属粉末
が酸化されるだめ強度のある焼結体、すなわち電極を得
ることができない。丑だ、溶融塩型燃料電池の作動に当
っては、陰極、すなわち電池の酸素′電極はそれ自体連
続的に酸化され、この酸化反応が急激なだめ、場合によ
っては電極の崩壊も起こる。そのだめ、水素還元雰囲気
あるいは不活性雰囲気で焼結し、焼結した電極をリチウ
ム塩処理あるいは、酸化ニック−ルー酸化コバルトのス
ピネル型表面形成処理を行って電極酸化を防ぐ方法が用
いられているが、この発明の場合には、このような酸化
防止処理を行わなくても、水素還元雰囲気あるいは不活
性雰囲気で焼結する場合のみならず、大気雰囲気下で焼
結する場合にも変形せず、しかも強度の大きな電極を得
ることができる。
が酸化されるだめ強度のある焼結体、すなわち電極を得
ることができない。丑だ、溶融塩型燃料電池の作動に当
っては、陰極、すなわち電池の酸素′電極はそれ自体連
続的に酸化され、この酸化反応が急激なだめ、場合によ
っては電極の崩壊も起こる。そのだめ、水素還元雰囲気
あるいは不活性雰囲気で焼結し、焼結した電極をリチウ
ム塩処理あるいは、酸化ニック−ルー酸化コバルトのス
ピネル型表面形成処理を行って電極酸化を防ぐ方法が用
いられているが、この発明の場合には、このような酸化
防止処理を行わなくても、水素還元雰囲気あるいは不活
性雰囲気で焼結する場合のみならず、大気雰囲気下で焼
結する場合にも変形せず、しかも強度の大きな電極を得
ることができる。
そして、このようにして得られた電極は、酸素電極とし
て用いだ慟合、電池性能の点でも、寿命の点でも良好な
結果が認められた。
て用いだ慟合、電池性能の点でも、寿命の点でも良好な
結果が認められた。
次に、実施′りＵについて説明する。
実施例１
ニッケル又はニッケル・クロム会合よりなる三次元網状
多孔体にニッケル、鉄、鉄・チタン合金よりなる金属粉
末を充填して、第１表に示す条件で焼結して厚さ１．５
閣の溶ゆ（塩型燃料電池用電極を作成した。同表中の試
料Ａ１および２は比軟のために示した従来の醒憧で、実
施例の場合の変形開始抗折強度は従来の場合に較べて著
しく高く、強度も犬となっていることを示している。
多孔体にニッケル、鉄、鉄・チタン合金よりなる金属粉
末を充填して、第１表に示す条件で焼結して厚さ１．５
閣の溶ゆ（塩型燃料電池用電極を作成した。同表中の試
料Ａ１および２は比軟のために示した従来の醒憧で、実
施例の場合の変形開始抗折強度は従来の場合に較べて著
しく高く、強度も犬となっていることを示している。
実施例２
実施例１と同様の方法で作った′ａ極を用いて、作動温
度６５０Ｃで溶融塩型燃料電池の性能試験を行った。試
料Ａ１の従来の電極域ネ」を用いて試験を行った場合に
は、試験開始当初においては、電圧ｏ、ｓｖ、゛ｇ流密
度１００ ｍ Ａ ／ ｃ１ｎ２でお一つだが、開始後
５０時間で、重圧Ｏ，ＳＶＸ電流密度５０ｍＡ−／ｃｍ
２に低下した。この電池は解体して調べたところ、電極
の一部に崩壊が生じており、しかもヤれが反応ガス流路
を閉塞していた。これに対して、試料扁３を陽憾とし、
試料届４〜７を陰惨として試験を行った場合には、金線
粉末としてニッケルを便用した試料蔦４，５を用いた場
合には、１００時間の連続作動中、電圧はＯ，ＳＶ。
度６５０Ｃで溶融塩型燃料電池の性能試験を行った。試
料Ａ１の従来の電極域ネ」を用いて試験を行った場合に
は、試験開始当初においては、電圧ｏ、ｓｖ、゛ｇ流密
度１００ ｍ Ａ ／ ｃ１ｎ２でお一つだが、開始後
５０時間で、重圧Ｏ，ＳＶＸ電流密度５０ｍＡ−／ｃｍ
２に低下した。この電池は解体して調べたところ、電極
の一部に崩壊が生じており、しかもヤれが反応ガス流路
を閉塞していた。これに対して、試料扁３を陽憾とし、
試料届４〜７を陰惨として試験を行った場合には、金線
粉末としてニッケルを便用した試料蔦４，５を用いた場
合には、１００時間の連続作動中、電圧はＯ，ＳＶ。
電流密度１００ ｍＡ ／ｃｒｎ２の性能を示した。壕
だ、金属粉末として鉄−チタン、鉄を使用した試料屋６
〜７を用いた場合には、１００時間の連続作動において
、試料ＪＰ６．４〜５よりも性能は劣るものの、・低圧
０．８ＶＸ電流密度８５ｍＡ／ｃｍ２を維持した。
だ、金属粉末として鉄−チタン、鉄を使用した試料屋６
〜７を用いた場合には、１００時間の連続作動において
、試料ＪＰ６．４〜５よりも性能は劣るものの、・低圧
０．８ＶＸ電流密度８５ｍＡ／ｃｍ２を維持した。
そして、これらの電池は試験後解体して調べたと（７）
ころ、いずれも構造上の劣化は認められなかった。
実施例３
来ｊ再例１の第１表に示しだ条件を用いて大きさ１００
０ｍｍＸ１０１００Ｏ，厚さ１．５ｗｎの大型電極の製
作を行った。比較例として示した試料Ａ１，２の条件を
用いたものは、滉結操作中に変形を生じ、一部に亀裂の
発生が認められだが、試料Ａ３〜７の条件を用いたもの
は、焼結操作中に変形を生ぜず、亀裂の発生も認められ
ず、大型電極の製作が可能なことを示している。
０ｍｍＸ１０１００Ｏ，厚さ１．５ｗｎの大型電極の製
作を行った。比較例として示した試料Ａ１，２の条件を
用いたものは、滉結操作中に変形を生じ、一部に亀裂の
発生が認められだが、試料Ａ３〜７の条件を用いたもの
は、焼結操作中に変形を生ぜず、亀裂の発生も認められ
ず、大型電極の製作が可能なことを示している。
以上の如く、本発明の溶融塩型燃料電池用電極は、変形
が生ぜず、強度の大きい大型の電極の提供を可能とする
もので、産業上の効果の犬なるものである。
が生ぜず、強度の大きい大型の電極の提供を可能とする
もので、産業上の効果の犬なるものである。
第１図は溶融塩型燃料電池の単電池の構成要素を示す断
面図である。 ■、７・・・端板、２・・・（集電体を兼ねる）燃料極
側スペーサ、３・・・燃料極、４・・・電解質板、５・
・・空気極、６・・・（集電体を兼ねる）空気極側スペ
ーサ。 代理人 弁理士 長崎博男 （８）（ほか１名） 工■二］へｍ− ７７１１＼ □］］＼ ３２１− ′４ ｙ ７
面図である。 ■、７・・・端板、２・・・（集電体を兼ねる）燃料極
側スペーサ、３・・・燃料極、４・・・電解質板、５・
・・空気極、６・・・（集電体を兼ねる）空気極側スペ
ーサ。 代理人 弁理士 長崎博男 （８）（ほか１名） 工■二］へｍ− ７７１１＼ □］］＼ ３２１− ′４ ｙ ７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属製の多孔体と、該多孔体を骨格とし、その空隙
内に充填、焼結された金属粉末とからなることを特徴と
する浴融塩型燃料電池用電極。 ２゜前記多孔体が、発泡体の表面に金属を被着した後、
前記発泡体を分解除去したものである特許請求の範囲第
１項記載の溶融塩型燃料電池用電極。 ３、前記金属が、ニッケルまだはニッケル・クロム合金
である特許請求の範囲第１項まだは第２項記載の溶融塩
型燃料電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012934A JPS58129770A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 溶融塩型燃料電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012934A JPS58129770A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 溶融塩型燃料電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129770A true JPS58129770A (ja) | 1983-08-02 |
Family
ID=11819113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57012934A Pending JPS58129770A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 溶融塩型燃料電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129770A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60154466A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製造法 |
| WO2004059765A3 (en) * | 2002-12-26 | 2005-03-03 | Nissan Motor | Gas permeable substrate and solid oxide fuel cell using the same |
| JP2015173079A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | 日本電信電話株式会社 | リチウム空気二次電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5050644A (ja) * | 1973-09-07 | 1975-05-07 |
-
1982
- 1982-01-28 JP JP57012934A patent/JPS58129770A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5050644A (ja) * | 1973-09-07 | 1975-05-07 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60154466A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製造法 |
| WO2004059765A3 (en) * | 2002-12-26 | 2005-03-03 | Nissan Motor | Gas permeable substrate and solid oxide fuel cell using the same |
| KR100685215B1 (ko) * | 2002-12-26 | 2007-02-22 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 가스 투과성 기판 및 이를 이용한 고체 산화물형 연료 전지 |
| CN100345328C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-10-24 | 日产自动车株式会社 | 透气性基片和采用这种透气性基片的固体氧化物燃料电池 |
| JP2015173079A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | 日本電信電話株式会社 | リチウム空気二次電池 |
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