JPS61269860A - 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造Info
- Publication number
- JPS61269860A JPS61269860A JP60110267A JP11026785A JPS61269860A JP S61269860 A JPS61269860 A JP S61269860A JP 60110267 A JP60110267 A JP 60110267A JP 11026785 A JP11026785 A JP 11026785A JP S61269860 A JPS61269860 A JP S61269860A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- fuel cell
- molten carbonate
- carbonate fuel
- cell structure
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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
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-fuel cells
-
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
-
- 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
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- General 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、熔融炭酸塩型燃料電池のセル構造、特に電解
質の補給が容易にできるセル構造に関する。
質の補給が容易にできるセル構造に関する。
溶融炭酸塩型燃料電池の典型的なセル構造は、第３図に
示すように、生電極５及び−電極４と、両電極間に配置
される電解質を保持する電解質板３と、両電極を覆うよ
うに配置されたガス分離板（セル枠）１及び２と、両電
極に接して配置された集電板６などから構成されている
。電解質板３は、電解質としてのＬｉ、ＣＯ３、Ｋｚｃ
ｏ３等に代表される炭酸塩と、リチウムアルミネートや
マグネシウム等に代表される電解質保持材とから成り、
電極反応に必要なイオン導電性を持つことが要求される
。しかし、溶融炭酸塩型燃料電池は、他の燐酸型燃料電
池と同様に、長期間運転を行うと炭酸塩が蒸発や飛散し
、該燃料電池に要求されている電解質量に不足を来し、
電池としての特性の低下や、反応ガスのクロスリークが
起き、燃料電池として不具合が生じるため、電解質の補
給が必要となる。
示すように、生電極５及び−電極４と、両電極間に配置
される電解質を保持する電解質板３と、両電極を覆うよ
うに配置されたガス分離板（セル枠）１及び２と、両電
極に接して配置された集電板６などから構成されている
。電解質板３は、電解質としてのＬｉ、ＣＯ３、Ｋｚｃ
ｏ３等に代表される炭酸塩と、リチウムアルミネートや
マグネシウム等に代表される電解質保持材とから成り、
電極反応に必要なイオン導電性を持つことが要求される
。しかし、溶融炭酸塩型燃料電池は、他の燐酸型燃料電
池と同様に、長期間運転を行うと炭酸塩が蒸発や飛散し
、該燃料電池に要求されている電解質量に不足を来し、
電池としての特性の低下や、反応ガスのクロスリークが
起き、燃料電池として不具合が生じるため、電解質の補
給が必要となる。
燐酸型燃料電池では、室温において電解質が液体である
ために電解質含浸の作業がし易く、電解質仮に直接注入
することができるが、溶融炭酸塩型燃料電池では室温に
おいて電解質が固体であるためこれを室温で電解質仮に
補給することは困難であった。
ために電解質含浸の作業がし易く、電解質仮に直接注入
することができるが、溶融炭酸塩型燃料電池では室温に
おいて電解質が固体であるためこれを室温で電解質仮に
補給することは困難であった。
更に、燃料電池ではセル内部のガスが外界に漏れるのを
防ぐため、セル内部と外界との間でガスシールの必要が
あるが、溶融炭酸塩型燃料電池では燐酸型燃料電池やア
ルカリ型燃料電池のように、ゴムで代表されるを搬物質
が高温のために使用できず、電解質自体の浸透性を利用
したウェア）シールという手法を用いている。このウェ
ットシールは、運転時に電解質板中の電解質がガス分離
板と電解質板の間隙に浸み込み、セル内ガスの外部への
流失を防ぐという方法である。
防ぐため、セル内部と外界との間でガスシールの必要が
あるが、溶融炭酸塩型燃料電池では燐酸型燃料電池やア
ルカリ型燃料電池のように、ゴムで代表されるを搬物質
が高温のために使用できず、電解質自体の浸透性を利用
したウェア）シールという手法を用いている。このウェ
ットシールは、運転時に電解質板中の電解質がガス分離
板と電解質板の間隙に浸み込み、セル内ガスの外部への
流失を防ぐという方法である。
したがって、溶融炭酸塩型燃料電池では、常温では固化
されたシールのため、固体の電解質は外部から補給でき
ないという欠点を持っていた。
されたシールのため、固体の電解質は外部から補給でき
ないという欠点を持っていた。
本発明は、熔融炭酸塩型燃料電池における電解質の補給
法に関するもので、積層型の溶融炭酸塩型燃料電池でも
液絡することなく電解質を補給できるセル構造を提供す
ることを目的とする。
法に関するもので、積層型の溶融炭酸塩型燃料電池でも
液絡することなく電解質を補給できるセル構造を提供す
ることを目的とする。
本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池において、該燃料電池
を構成しているガス分離板（セル枠）■及び２と電解質
板３とで構成されるウェットシール部、７に電解質を補
給できるようにガス分離板に電解質補給穴を開けた構造
とした点にある。
を構成しているガス分離板（セル枠）■及び２と電解質
板３とで構成されるウェットシール部、７に電解質を補
給できるようにガス分離板に電解質補給穴を開けた構造
とした点にある。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
なお、以下の説明において、電解質板はリチウム
１アルミネート等からなる基材に電解質
を含浸してなるマトリックス型のものについて説明する
。
１アルミネート等からなる基材に電解質
を含浸してなるマトリックス型のものについて説明する
。
第１図は、本発明に従う溶融炭酸塩型燃料電池のセル構
造の一実施例を示すもので、電解質マトリックス３′は
、ガス分離板１及び２にウェットシール部７で接してお
り、そのウェットシール部のガス分離板１に電解質補給
穴８が開いている。
造の一実施例を示すもので、電解質マトリックス３′は
、ガス分離板１及び２にウェットシール部７で接してお
り、そのウェットシール部のガス分離板１に電解質補給
穴８が開いている。
更に、この電解質補給穴８には電解質補給管９が接続し
ている。この電解質補給管９から補給用電解質としての
Ｌ Ｉｔ ＣＯ３／ Ｋｔ ＣＯ５６２／ ３８ ｍｏ
１％の共晶塩を投入し、ガス分離板の電解質補給穴８に
入れる。この補給用電解質１０は、粉体やベレット、棒
状等に成形した固体のものを直接入れる方法や、アルコ
ールで電解質を練ってペースト状にしたものを入れる方
法等がある。このようにして入れた補給用電解質は、運
転時に温度が５００℃以上になると融解し、電解質マト
リックス３′中に浸透できる状態となる。運転時間が長
期間にわたり、電解質が不足してくると、この融解した
電解質が電解質マトリックス３′のウェットシール部よ
り浸み込んでいく。
ている。この電解質補給管９から補給用電解質としての
Ｌ Ｉｔ ＣＯ３／ Ｋｔ ＣＯ５６２／ ３８ ｍｏ
１％の共晶塩を投入し、ガス分離板の電解質補給穴８に
入れる。この補給用電解質１０は、粉体やベレット、棒
状等に成形した固体のものを直接入れる方法や、アルコ
ールで電解質を練ってペースト状にしたものを入れる方
法等がある。このようにして入れた補給用電解質は、運
転時に温度が５００℃以上になると融解し、電解質マト
リックス３′中に浸透できる状態となる。運転時間が長
期間にわたり、電解質が不足してくると、この融解した
電解質が電解質マトリックス３′のウェットシール部よ
り浸み込んでいく。
更に、長期間運転を続けた後に運転を休止し、室温近く
まで温度を下げ、電解質の補給をしようとするときには
、電解質を再度電解質補給管９の中に入れる。
まで温度を下げ、電解質の補給をしようとするときには
、電解質を再度電解質補給管９の中に入れる。
第２図は、本発明に従うセル構造の変形例の一つを示す
もので、電解質補給穴８にジルコニアフェルＨ１が挿入
してあり、電解質補給管９が電解質補給穴８に接続して
いる。この電解質補給管９から補給用電解質ＩＯを入れ
るとジルコニアフェルトの個所まで入る。このようにし
てジルコニアフェルトを挿入した場合も、運転時に温度
が５００℃以上になると電解質が融解してジルコニアフ
ェルト中に浸透し、ガス分離板の穴に入り、ウェットシ
ール部に接し、電解質マトリックス中に浸透できる状態
となる。
もので、電解質補給穴８にジルコニアフェルＨ１が挿入
してあり、電解質補給管９が電解質補給穴８に接続して
いる。この電解質補給管９から補給用電解質ＩＯを入れ
るとジルコニアフェルトの個所まで入る。このようにし
てジルコニアフェルトを挿入した場合も、運転時に温度
が５００℃以上になると電解質が融解してジルコニアフ
ェルト中に浸透し、ガス分離板の穴に入り、ウェットシ
ール部に接し、電解質マトリックス中に浸透できる状態
となる。
運転時間が長期間にわたり、電解質が不足してくると、
この融解した電解質が電解質マトリックス３′のウェッ
トシール部より浸み込んでいくことは前記した実施例の
場合と同様である。
この融解した電解質が電解質マトリックス３′のウェッ
トシール部より浸み込んでいくことは前記した実施例の
場合と同様である。
このジルコニアフェルトは、電解質が早期に電解質マト
リックス中に浸み込み電解質が過剰になることを防ぐ役
割をする。この過剰な電解質は電極を濡らし、燃料電池
の特性の低下につながる。
リックス中に浸み込み電解質が過剰になることを防ぐ役
割をする。この過剰な電解質は電極を濡らし、燃料電池
の特性の低下につながる。
特に、カソードは電解質に濡れ易いため、これを防がね
ばならない。
ばならない。
ジルコニアフェルトの代わりとして、通常の電解質保持
材として考えられるリチウムアルミネート、マグネシア
、カンタル等の電解質に対して耐蝕性のある材質で、繊
維状、微粒子状又はその混合体で構成されるものを使用
することができる。
材として考えられるリチウムアルミネート、マグネシア
、カンタル等の電解質に対して耐蝕性のある材質で、繊
維状、微粒子状又はその混合体で構成されるものを使用
することができる。
本発明によれば、ガス分離板に電解質補給穴をあけ、外
部からウェットシール部に電解質を補給できるようにし
たため、溶融炭酸塩型燃料電池を長期間運転して電解質
が不足したどきにこれが容易に補給できるようになった
。
部からウェットシール部に電解質を補給できるようにし
たため、溶融炭酸塩型燃料電池を長期間運転して電解質
が不足したどきにこれが容易に補給できるようになった
。
第１図は、本発明に従う溶融炭酸塩型燃料電池の一実施
例の断面図である。 第２図は、本発明に従う燃料電池の他の実施例の断面図
である。 第３図は、従来技術に従う燃料電池の断面図である。 １．２・・・ガス分離板、 ３′・・・電解質マトリッ
クス、 ４・・・−電極、５・・・生電極、 ６
・・・集電板、７・・・ウェットシール部、 ８・・
・電解質補給穴、 ９・・・補給管、 １０・・・補給用電解質、 １】・・・ジルコニアフ
ェルト
例の断面図である。 第２図は、本発明に従う燃料電池の他の実施例の断面図
である。 第３図は、従来技術に従う燃料電池の断面図である。 １．２・・・ガス分離板、 ３′・・・電解質マトリッ
クス、 ４・・・−電極、５・・・生電極、 ６
・・・集電板、７・・・ウェットシール部、 ８・・
・電解質補給穴、 ９・・・補給管、 １０・・・補給用電解質、 １】・・・ジルコニアフ
ェルト
Claims (3)
- （１）＋電極及び−電極と、両電極間に配置される電解
質を保持する電解質板と、両電極を覆うように配置され
たガス分離板からなる溶融炭酸塩型燃料電池において、
電解質板とウェットシールを形成するガス分離板のウェ
ットシール部にあたる部分に電解質補給穴をあけ、外部
から電解質を補給できるようにしたことを特徴とする溶
融炭酸塩型燃料電池のセル構造。 - （２）特許請求の範囲第１項記載のセル構造において、
電解質補給穴の少なくとも一部に電解質に対して耐蝕性
の電解質保持材を充填したことを特徴とするセル構造。 - （３）特許請求の範囲第２項記載のセル構造において、
電解質保持材がリチウムアルミネート、マグネシア、ジ
ルコニア、カンタル等の繊維、粉体又はその混合体であ
ることを特徴とするセル構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110267A JPS61269860A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110267A JPS61269860A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269860A true JPS61269860A (ja) | 1986-11-29 |
Family
ID=14531352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60110267A Pending JPS61269860A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61269860A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861574A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-04-12 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 液体電解質を使用する燃料電池 |
| JPS58155668A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-16 | Hitachi Ltd | 溶融塩型燃料電池 |
| JPS6124159A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
-
1985
- 1985-05-24 JP JP60110267A patent/JPS61269860A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861574A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-04-12 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 液体電解質を使用する燃料電池 |
| JPS58155668A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-16 | Hitachi Ltd | 溶融塩型燃料電池 |
| JPS6124159A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
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