JPS60154464A - 溶融炭酸塩燃料電池 - Google Patents

溶融炭酸塩燃料電池

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JPS60154464A
JPS60154464A JP59008627A JP862784A JPS60154464A JP S60154464 A JPS60154464 A JP S60154464A JP 59008627 A JP59008627 A JP 59008627A JP 862784 A JP862784 A JP 862784A JP S60154464 A JPS60154464 A JP S60154464A
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JP
Japan
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electrode
layer
metal
fuel cell
molten carbonate
Prior art date
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Pending
Application number
JP59008627A
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English (en)
Inventor
Hakaru Ogawa
斗 小川
Kenji Murata
謙二 村田
Atsuo Muneuchi
篤夫 宗内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS60154464A publication Critical patent/JPS60154464A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
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  • Chemical & Material Sciences (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は溶融炭酸塩燃料電池に係り、特にそのガス拡散
電極の構造の改良に関する。
（従来技術とその問題点〕 従来、溶融炭酸塩燃料電池の電極としては、　Ｎｉおよ
びＮｉ系合金粉末の□焼結多孔質体が用いられてきた。
しかしながらこの電極には以下の問題点が存在する二 （１）適度な電解質保持を行なうため、ある一定範　。
囲（５〜１５μ）の孔径分布を有する必要がある。この
結果、原料粉末を分級して粒径を揃える必要がある。
（２）原料粉末が微粒（２０μ以下）なため、電池作動
中に粒子間の焼結が進み易く、孔径が小さくなって細孔
が電解質で閉そくされるとともに空孔率が低下しモ、反
応サイト（三相界面）が減少するとともにガス拡散性が
低下して電池の性能を低下させる。
（３）強度上の問題がら空孔率は６５％以下、また厚さ
は０．’３５’ｍ以上必要であり、必要な原料が多い。
（４）横方向のガス拡散性が悪いため５反応サイトヘガ
ス供給するには、セパレータプレートにガス供給溝が必
要であシ、このガス供給用溝の設計が悪いと、溝への電
極の落ち込みが生じる。
従来電極への改良案として、二重孔径分布を有する電極
、すなわち１０μ程度の細孔を有する層と３０μ程度の
細孔を有する層との２層からなる粉末焼結体電極がある
。しかしながらこの電極では従来電極の問題点は以前と
して解決されていない。すなわち。
（１）２層を形成するためには１粒径の揃った２種類の
粉末が必要であり、原料粉末の分級が必要である。
（２１１０μ程度の細孔を有する層を形成する粉末には
、従来電極と同じ粉末を使用するので、電池作動中に粒
子間の焼結が進み易い。
（３）基本的には従来電極と同じ粉末焼結体電極なので
、空孔率を大きくしたり、厚さを薄くするのは強度上問
題があシ、必要な原料を低減できない。
（４１３０μ程度の細孔を有する層の空孔率は６５−以
下であるため、横方向のガス拡散性が悪く、従来電極同
様セパレータプレートにガス供給用溝を必要とする。
〔発明の目的〕
本発明は、電解質保持力が良好で１反応ガスの拡散抵抗
が小さい電極を有し電池特性の良好な溶融炭酸塩燃料電
池を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
ＮｉおよびＮ系合金からなる海綿状金属による層とＮｉ
およびＮｉ系合金からなる繊維状金属の多孔質焼結体か
らなる薄い層との２層構造の電極を有する溶融炭酸塩燃
料電池である。
〔発明の効果〕
本発明の効果を下記に述べる。
（１）繊維状金属は径が揃っているため従来電極と違い
分級を行なう必要がない。またせんい状金属の長さは、
海綿金属の穴へ落ち込まない程度であれば揃っていなく
てよい。　４ （２）海綿状金属からなる層は、孔径０．１〜０．５　
ｗｍ。
空孔率６５〜９８％であ）、横方向のガス拡散が良好で
セパレータプレートにガス供給用の溝を設ける必要がな
い。
（３）強度を海綿状金属層で保持させるため、繊維状金
属多孔質焼結体の厚さを０．２■以下、多孔率を６５−
〜８０チにできるため、必要な原料を従来より減少でき
る。
（４）せんい状金属多孔質焼結体は、電池作動時に焼結
が進行しにくく、電池の性能劣化が少ない。
〔発明の実施例］ 実施例１ 第１図を参考にして実施例を説明する。
空孔率８０％、厚さ１．２　ｍ　、平均孔径０．２　ｍ
　。
１００ｍ＋角のＮｉの海綿金属■に直径４μ、２〜３鴎
長のせんい状Ｎｉを厚さ０．２ｍ、１００鱈角に成形し
たせんい状金属層■を乗せ、１ｏｏｏ℃水素界囲気中で
２時間焼結した。この電極を用いて、第２図に示す単セ
ルを形成し電池を組み立て各種に燃料ガス、酸化剤ガス
を供給して試験を行な−）九２　なお■は電解質層であ
る。２００　ｍＡ／ｄ時の電圧が従来より０．０７　Ｖ
約１２％向上した。このとき。
単セルホルダーにはガス供給用溝を設けなかった。
また、焼結後、せんい状金属層■の平均孔径と空孔率を
測定したところ％　１５μ、７０％であった。
また、金属せんいの直径を２μにしたところ電解質に腐
食されて、せんいが切断された。さらに。
直径２０μにしたところ電極の表面積が低下し従来電極
を使用した場合と単セルの性能が同じになった。海綿金
属の穴径を０．５　ｍｓ以上にすると、従来電極を使用
した場合と抵抗が大きくなるため単セルの性能が同じに
なった。
また、穴径０．１腰昧満にすると、従来電極同様横方向
のガス拡散が悪くなり、セパレータプレートにガス供給
用溝が必要となった。
変形例 第３図に示すように海綿金属■１のセパレータプレート
側にくし状のガス供給用溝を設けてもよい。
又、Ｎｉ系合金の海綿金属以外にＳＵＳ系の海綿状金属
を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る実施例の電極の断面図、第２図は
第１図に示した電極を用いて構成した単セルの斜視図、
第３図は本発明に係る変形例を示す斜視図である。 ■・・・金属せんい焼結多孔質層、 ■・・・海綿金属、 ■・・・ガス供給用溝、 ■・・・電解質層、 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第１図 第３図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）平板状に形成された電解質層と、この電解質層の
    両面にそれぞれ設けられた一対のガス拡散電極とを具備
    し、上記ガス拡散電極ば細孔径気孔率とも大なるニッケ
    ルあるいはニッケル゛合金からなる厚い多孔質層と、細
    孔径、気孔率とも小なる該金属必・らなる薄い多孔質層
    から成る事を特徴とする溶融炭酸塩燃料電池。
  2. （２）薄い多孔質層は、直径２〜２０μの繊維状金属の
    多孔質焼結体である事を特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の溶融炭酸塩燃料電池。
  3. （３）厚い多孔質層は、直径０．１〜０，５ｆｉの連結
    した細孔を□有する海綿金属である事を特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩燃料電池。
JP59008627A 1984-01-23 1984-01-23 溶融炭酸塩燃料電池 Pending JPS60154464A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62165869A (ja) * 1986-01-17 1987-07-22 Hitachi Ltd 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法
JPH023661U (ja) * 1988-06-20 1990-01-11
JPH04116631U (ja) * 1991-01-31 1992-10-19 いすゞ自動車株式会社 直噴式デイーゼルエンジンの燃焼室
EP0714146A1 (en) * 1994-11-09 1996-05-29 ENERGY RESEARCH CORPORATION (a Corporation of the State of New York) Fuel cell anode and fuel cell
JP2004127566A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Mitsubishi Materials Corp 燃料電池用ガス拡散層
JP2008047299A (ja) * 2006-08-10 2008-02-28 Toyota Motor Corp 燃料電池

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