JPS625566A - 溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法Info
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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】
（発明の技術分野〕
本発明は、経時的性能を向上させるようにした溶融炭酸
塩型燃料電池の燃料極の製造方法に関する。
塩型燃料電池の燃料極の製造方法に関する。
近年、高能率のエネルギー変換装置として溶融炭酸塩型
燃料電池の開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料電
池は、対向配置された一対のガス拡散Ｎ極、すなわち酸
化剤極および燃料極と、これら電極間に介在させたアル
カリ炭酸塩を電解質とする電解質層とからなる単位電池
を、通常インクコネクタを介して複数積層して構成され
る。そして、運転時においては、上記アルカリ炭酸塩を
６００〜７００℃の高温下で溶融状態にし、この炭酸塩
と各電極板に拡散された酸化剤ガスおよび燃料ガスとを
反応させて電気化学的プロセスによって直流出力を得る
ものである。
燃料電池の開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料電
池は、対向配置された一対のガス拡散Ｎ極、すなわち酸
化剤極および燃料極と、これら電極間に介在させたアル
カリ炭酸塩を電解質とする電解質層とからなる単位電池
を、通常インクコネクタを介して複数積層して構成され
る。そして、運転時においては、上記アルカリ炭酸塩を
６００〜７００℃の高温下で溶融状態にし、この炭酸塩
と各電極板に拡散された酸化剤ガスおよび燃料ガスとを
反応させて電気化学的プロセスによって直流出力を得る
ものである。
ところで、上記ガス拡散電極は、前述した起電反応の生
起する場所を提供するものである。したがって、起電反
応を効率良く進行させるために、ガス拡散電極には、た
とえば溶融炭酸塩燃料電池の運転条件である６００〜７
００℃の温度において、炭酸塩に冒されない化学的安定
性が要求されることはもとより、可能な限り広い反応面
積を有していることが望まれる。すなわち、比表面積を
大きくできるように微細な空孔が高い空孔率で存在し、
かつその空孔率が長期間維持できることが望まれる。
起する場所を提供するものである。したがって、起電反
応を効率良く進行させるために、ガス拡散電極には、た
とえば溶融炭酸塩燃料電池の運転条件である６００〜７
００℃の温度において、炭酸塩に冒されない化学的安定
性が要求されることはもとより、可能な限り広い反応面
積を有していることが望まれる。すなわち、比表面積を
大きくできるように微細な空孔が高い空孔率で存在し、
かつその空孔率が長期間維持できることが望まれる。
そこで、従来よりガス拡散電極には、空孔の大きさおよ
び空孔率を所望の値に制御でき、微細な空孔を高い空孔
率で得ることができるニッケルまたはコバルト微粉末の
焼結体が専ら使用されている。しかし、このような焼結
体からなるガス拡散電極のうち燃料極には以下のような
問題があった。
び空孔率を所望の値に制御でき、微細な空孔を高い空孔
率で得ることができるニッケルまたはコバルト微粉末の
焼結体が専ら使用されている。しかし、このような焼結
体からなるガス拡散電極のうち燃料極には以下のような
問題があった。
すなわち、ガス拡散電極のうち空気極は酸化雰囲気中で
使用されている過程で、その表面に酸化物層を形成する
ので、電池の作動温度ではニッケルまたはコバルトの粒
子同士の融着はほとんど発生しない。しかし、燃料極は
水素を含む還元雰囲気中で使用されるので、その表面が
金属状態を維持しており、しかも上記ニッケルやコバル
トの融点が、たとえばニッケルでは１４５５℃と低いの
で、電池の作動温度において金属粒子同士の融着が発生
することがあった。このため多孔質体の空孔率が徐々に
減少し、燃料極の比表面積の減少をもたらし、結局、燃
料電池の電池特性の劣化につながるという問題があった
。
使用されている過程で、その表面に酸化物層を形成する
ので、電池の作動温度ではニッケルまたはコバルトの粒
子同士の融着はほとんど発生しない。しかし、燃料極は
水素を含む還元雰囲気中で使用されるので、その表面が
金属状態を維持しており、しかも上記ニッケルやコバル
トの融点が、たとえばニッケルでは１４５５℃と低いの
で、電池の作動温度において金属粒子同士の融着が発生
することがあった。このため多孔質体の空孔率が徐々に
減少し、燃料極の比表面積の減少をもたらし、結局、燃
料電池の電池特性の劣化につながるという問題があった
。
そこで、このような問題を解決するため、ニッケルまた
はコバルトの基体に、融着防止安定剤として１０Ｍｏ
１％程度のクロム、コバルト、ジルコニウムまたはアル
ミニウムを含有させることがなされている。従来、融着
防止安定剤を基体に含有させて燃料極を製造する方法と
して、次の２つの方法が考えられている。
はコバルトの基体に、融着防止安定剤として１０Ｍｏ
１％程度のクロム、コバルト、ジルコニウムまたはアル
ミニウムを含有させることがなされている。従来、融着
防止安定剤を基体に含有させて燃料極を製造する方法と
して、次の２つの方法が考えられている。
すなわち、まず第１の製造方法は、ニッケルまたはコバ
ルト等の基体となる金属粉末と、クロム。
ルト等の基体となる金属粉末と、クロム。
アルミニウムまたはコバルト等の安定死刑粉末とを混合
した後、薄板状に成形し、水素を含む還元雰囲気中で焼
結する方法である。
した後、薄板状に成形し、水素を含む還元雰囲気中で焼
結する方法である。
また、第２の製造方法は、上記基体となる金属と安定化
剤となる金属との合金粉末を薄板状に成形し、水素を含
む還元雰囲気中で焼結する方法である。
剤となる金属との合金粉末を薄板状に成形し、水素を含
む還元雰囲気中で焼結する方法である。
しかしながら、上記第１の製造方法では、基体となる金
属粉末と、安定化剤となる金属粉末とを原子オーダーで
均一に混合することが不可能であるため、焼結時に部分
的に合金化反応を起こしたり、また異種粒子間で融着反
応を起こしたりし、これが原因して不均一収縮を起こす
ことがあった。
属粉末と、安定化剤となる金属粉末とを原子オーダーで
均一に混合することが不可能であるため、焼結時に部分
的に合金化反応を起こしたり、また異種粒子間で融着反
応を起こしたりし、これが原因して不均一収縮を起こす
ことがあった。
このため、焼結体に割れや反りが起こり、歩留りが低い
という問題があった。また、混合粉末を焼結する際の焼
結温度（１０６５℃）は、基体となる金属単体の焼結温
度（８００〜９５０℃）よりも高いため、製造コストの
上昇を招くという問題もあった。
という問題があった。また、混合粉末を焼結する際の焼
結温度（１０６５℃）は、基体となる金属単体の焼結温
度（８００〜９５０℃）よりも高いため、製造コストの
上昇を招くという問題もあった。
一方、前記第２の製造方法は、合金粉末を焼結する方法
であるため、第１の製造方法の如き不均一収縮を起こす
ことはない。しかし、一般にこの種の合金粉末は、溶融
状態の金属をノズルから噴射させるアトマイズ法で生成
されるので、金属粒子が球状になる。このため、金属粉
末の焼結時に各粒子が均一に、しかも隙間なく配置され
てしまい、焼結体の空孔率が低下してしまうという問題
があった。また、このような合金の焼結温度（１０５０
〜１０６０℃）もやはり、基体単体に比べ高く製造コス
トの上昇を招くという問題があった。
であるため、第１の製造方法の如き不均一収縮を起こす
ことはない。しかし、一般にこの種の合金粉末は、溶融
状態の金属をノズルから噴射させるアトマイズ法で生成
されるので、金属粒子が球状になる。このため、金属粉
末の焼結時に各粒子が均一に、しかも隙間なく配置され
てしまい、焼結体の空孔率が低下してしまうという問題
があった。また、このような合金の焼結温度（１０５０
〜１０６０℃）もやはり、基体単体に比べ高く製造コス
トの上昇を招くという問題があった。
（発明の目的〕
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、高い空孔率を長期に１って維持
することができる縮みの少ない１極を、歩留り良く低コ
ストで製造できる溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造
方法を提供することにある。
の目的とするところは、高い空孔率を長期に１って維持
することができる縮みの少ない１極を、歩留り良く低コ
ストで製造できる溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造
方法を提供することにある。
本願の第１の発明は、第１の金属からなる粉末を焼結し
て多孔質基体を形成し、しかる後、この基体を第２の金
属成分を含む溶液に浸漬し乾燥させた後、水素を含む還
元雰囲気中で熱処理し、上記基体中に上記第２の金属成
分を析出させ、次に第３の金属成分を含む溶液に浸漬し
乾燥させた後、熱処理し、上記基体中に上記第３の金属
成分を析出させるようにしたことを特徴としている。
て多孔質基体を形成し、しかる後、この基体を第２の金
属成分を含む溶液に浸漬し乾燥させた後、水素を含む還
元雰囲気中で熱処理し、上記基体中に上記第２の金属成
分を析出させ、次に第３の金属成分を含む溶液に浸漬し
乾燥させた後、熱処理し、上記基体中に上記第３の金属
成分を析出させるようにしたことを特徴としている。
また、本願の第２の発明は、第１の金属からなる粉末を
焼結して多孔質基体を形成した後、この工程によって得
られた上記基体を第２．第３の金属成分を含む溶液中に
浸漬し乾燥させた後熱処理し、上記基体中に第２．第３
の金属成分を析出させるようにしたことを特徴としてい
る。
焼結して多孔質基体を形成した後、この工程によって得
られた上記基体を第２．第３の金属成分を含む溶液中に
浸漬し乾燥させた後熱処理し、上記基体中に第２．第３
の金属成分を析出させるようにしたことを特徴としてい
る。
前記第１の金属としては、ニッケルまたはコバルトが好
ましく、ニッケルを用いる場合には、前記第２の金属と
してクロム、アルミニウムまたはコバルトが用いられ、
また、前記第１の金属としてコバルトを用いる場合には
、前記第２の金属としてクロムまたはアルミニウムを用
いることが望ましい。
ましく、ニッケルを用いる場合には、前記第２の金属と
してクロム、アルミニウムまたはコバルトが用いられ、
また、前記第１の金属としてコバルトを用いる場合には
、前記第２の金属としてクロムまたはアルミニウムを用
いることが望ましい。
ざらに、第３の金属としてはいずれの組合せの場合でも
、イツトリウム、セリウムまたはジルコニウムを用いる
ことができる。
、イツトリウム、セリウムまたはジルコニウムを用いる
ことができる。
上記第２．第３の金属成分は前記基体中に金属、酸化物
、水酸化物または前記第１の金属との合金の形態で析出
させることが考えられる。
、水酸化物または前記第１の金属との合金の形態で析出
させることが考えられる。
本発明によれば、予め空孔の大きさおよび空孔率の制御
が容易であるニッケルまたはコバルトの単体粉末を焼結
して多孔質基体を得るようにしているので、空孔率の高
い、すなわち比表面積の大きな基体を得ることができる
。
が容易であるニッケルまたはコバルトの単体粉末を焼結
して多孔質基体を得るようにしているので、空孔率の高
い、すなわち比表面積の大きな基体を得ることができる
。
このようにして、得られた基体を、安定化剤が含有され
た水溶液中に浸漬し、乾燥させるようにしているので、
上記安定化剤を微細な粒子の状態で基体表面に均一に付
着させることができる。したがって、このように安定化
剤が均一に付着した基体を、水素を含む還元雰囲気中で
熱９８理すると、基体と安定化剤との融着反応を均一に
進行させることができるので、熱処理過程で基体に割れ
や反りが発生することがない。このため、歩留りを従来
に比べ向上させることができる。また、上記安定化剤は
、微細な粒子の状態で基体表面に付着しているので、低
い熱処理温度でも容易に基体と融着反応を起こす。この
ため、特に高温度の熱処理を必要とせず、製造コストの
上昇を招くこともない。
た水溶液中に浸漬し、乾燥させるようにしているので、
上記安定化剤を微細な粒子の状態で基体表面に均一に付
着させることができる。したがって、このように安定化
剤が均一に付着した基体を、水素を含む還元雰囲気中で
熱９８理すると、基体と安定化剤との融着反応を均一に
進行させることができるので、熱処理過程で基体に割れ
や反りが発生することがない。このため、歩留りを従来
に比べ向上させることができる。また、上記安定化剤は
、微細な粒子の状態で基体表面に付着しているので、低
い熱処理温度でも容易に基体と融着反応を起こす。この
ため、特に高温度の熱処理を必要とせず、製造コストの
上昇を招くこともない。
さらに、上記のようにして得られた安定化剤の添加され
た基体表面にイツトリウム、セリウム。
た基体表面にイツトリウム、セリウム。
ジルコニウムのような表面金属原子の移動を抑制する金
属を均一に付着させるようにしているので、安定化剤の
第１の金属表面での拡散を抑制でき、安定化剤を基体表
面に均一にしかも長期間安定して存在させておくことが
できる。つまり安定化剤の効果を長期間維持させること
ができる。
属を均一に付着させるようにしているので、安定化剤の
第１の金属表面での拡散を抑制でき、安定化剤を基体表
面に均一にしかも長期間安定して存在させておくことが
できる。つまり安定化剤の効果を長期間維持させること
ができる。
そして、このような工程で製造された燃料極は、安定化
剤を均一に含んでおり、さらにこの安定化剤も第３の金
属で安定化されているので、燃料電池の動作温度におい
ても基体を形成する金属の融着が発生し難く、長期にわ
たって高い空孔率を維持できる。
剤を均一に含んでおり、さらにこの安定化剤も第３の金
属で安定化されているので、燃料電池の動作温度におい
ても基体を形成する金属の融着が発生し難く、長期にわ
たって高い空孔率を維持できる。
したがって、本発明により製造された燃料極を組込んだ
燃料電池は、長期にわたり安定な出力を維持する。
燃料電池は、長期にわたり安定な出力を維持する。
以下、本発明の実施例につき説明する。
末５００を加圧成形して、厚さ０．８ｍ、大きざ１７０
ａｍ角、密度１．４０／ｃｄの板体を得た。この板体を
水素を含む雰囲気中で１５分間焼結し、らなる基体を得
た。
ａｍ角、密度１．４０／ｃｄの板体を得た。この板体を
水素を含む雰囲気中で１５分間焼結し、らなる基体を得
た。
この基体を１．０ＭＯ＋／λの硝酸クロム溶液に１０分
間浸漬した模、８０℃、３０分で乾燥させた。この結果
、基体中にはニッケル１００に対し、クロムが３．５重
量％含有されたことが確認された。
間浸漬した模、８０℃、３０分で乾燥させた。この結果
、基体中にはニッケル１００に対し、クロムが３．５重
量％含有されたことが確認された。
さらに、上記クロムが含有された基体に対し、水素（４
Ｖｏ １％）−窒素（９６Ｖｏ １％）ノカス雰囲気中
で５００℃、２時間の熱処理を施し、安定止剤含有基体
を得た。
Ｖｏ １％）−窒素（９６Ｖｏ １％）ノカス雰囲気中
で５００℃、２時間の熱処理を施し、安定止剤含有基体
を得た。
しかして、得られた上記基体をＸ線回折法によって分析
したところ、ニッケルのピーク値に加え、比較的小さな
酸化クロムのピーク値が観測され、基体中に酸化クロム
が含有されていることが確認された。また、上記ニッケ
ルのピーク値は、ニッケル多孔質体の格子定数よりも、
若干大きくなっており、ニッケルとクロムとが一部合金
化されたことが推察された。
したところ、ニッケルのピーク値に加え、比較的小さな
酸化クロムのピーク値が観測され、基体中に酸化クロム
が含有されていることが確認された。また、上記ニッケ
ルのピーク値は、ニッケル多孔質体の格子定数よりも、
若干大きくなっており、ニッケルとクロムとが一部合金
化されたことが推察された。
次に、この安定止剤含有基体を０．１
ＭＯ＋／、ｅの硝酸イツトリウム溶液に５分間浸漬シタ
後、８０℃、３０分で乾燥させた。この結果、この基体
中にはイツトリウムが０．３重ω％含有されたことが確
認された。さらに、上記イツトリウムが含有された安定
止剤含有基体に対し、水素（４Ｖｏ １％）−窒素（９
６ＶＯ１％）のガス雰囲気中で５００℃、２時間の熱処
理を施し、燃料極を得た。
後、８０℃、３０分で乾燥させた。この結果、この基体
中にはイツトリウムが０．３重ω％含有されたことが確
認された。さらに、上記イツトリウムが含有された安定
止剤含有基体に対し、水素（４Ｖｏ １％）−窒素（９
６ＶＯ１％）のガス雰囲気中で５００℃、２時間の熱処
理を施し、燃料極を得た。
本実施例によれば、空孔の制御が容易なカルボニールニ
ッケル粉末を加圧成形して、多孔質基体を得るようにし
ているので、上記の如くその空孔率を７０％という極め
て高い値にすることができた。また、この基体表面に安
定化剤、金属原子移動防止剤を融着させて燃料極を形成
する際にも、５００℃と従来に比べて低い熱処理濃度で
良いため、製造コストの上昇を招くこともない。しかも
、得られた燃料極は、前述の第１の製造方法の歩留り率
（８０％）に比べ、７％向上させることができた。これ
は、本実施例の方法により、上記基体表面に安定化剤お
よび金属原子移動防止剤を均一に融着させることができ
たことによる。
ッケル粉末を加圧成形して、多孔質基体を得るようにし
ているので、上記の如くその空孔率を７０％という極め
て高い値にすることができた。また、この基体表面に安
定化剤、金属原子移動防止剤を融着させて燃料極を形成
する際にも、５００℃と従来に比べて低い熱処理濃度で
良いため、製造コストの上昇を招くこともない。しかも
、得られた燃料極は、前述の第１の製造方法の歩留り率
（８０％）に比べ、７％向上させることができた。これ
は、本実施例の方法により、上記基体表面に安定化剤お
よび金属原子移動防止剤を均一に融着させることができ
たことによる。
しかして、得られた上記燃料極と、平均孔径６．７譚、
空孔率６５％のニッケル多孔質体からなる空気極とを、
炭酸塩電解質店の両面に配置して燃料電池を形成した。
空孔率６５％のニッケル多孔質体からなる空気極とを、
炭酸塩電解質店の両面に配置して燃料電池を形成した。
なお、上記電解質層は、炭酸塩６ｏ重量％と、この炭酸
塩保持用のセラミック４０重量％との混合物を４５０°
Ｃでホットブレスして得たものである。
塩保持用のセラミック４０重量％との混合物を４５０°
Ｃでホットブレスして得たものである。
この燃料電池の出力電圧の経時的特性を調べたところ、
図中Ａで示す結果を得た。なお、比較のためにイツトリ
ウムを添加しない他は実施例１と同様にして得られた燃
料極と、従来の前記第１の製造方法にて得られた燃料極
とを用いて上述と同様の条件で燃料電池を構成し、これ
ら電池の経時特性を調べたところ、それぞれ図中Ｂ、Ｃ
で示す結果となった。この結果から明らかな如く、従来
の製造方法で製造された燃料極を組込んだ電池では、作
動開始から１０００時間を経過した時点で、初期電圧に
対し０．０５Ｖ低下し、またイツトリウムを添加しない
燃料極を組込んだ電池では、同じく、０．０２５Ｖ低下
したが、本実施例の製造方法で製造された燃料極を組込
んだ電池では、初期電圧に対して０．０１５Ｖの低下に
止どまった。
図中Ａで示す結果を得た。なお、比較のためにイツトリ
ウムを添加しない他は実施例１と同様にして得られた燃
料極と、従来の前記第１の製造方法にて得られた燃料極
とを用いて上述と同様の条件で燃料電池を構成し、これ
ら電池の経時特性を調べたところ、それぞれ図中Ｂ、Ｃ
で示す結果となった。この結果から明らかな如く、従来
の製造方法で製造された燃料極を組込んだ電池では、作
動開始から１０００時間を経過した時点で、初期電圧に
対し０．０５Ｖ低下し、またイツトリウムを添加しない
燃料極を組込んだ電池では、同じく、０．０２５Ｖ低下
したが、本実施例の製造方法で製造された燃料極を組込
んだ電池では、初期電圧に対して０．０１５Ｖの低下に
止どまった。
したがって、本実施例の方法により得られた燃料極は、
燃料電池の経時特性向上に十分寄与し得ることが確認で
きた。
燃料電池の経時特性向上に十分寄与し得ることが確認で
きた。
また、第３の金属成分の添加を行った多孔質体と、この
添加を行わなかった多孔質体を燃料電池燃料極運転状況
と同条件下に１０００時間放置した後、取り出してＸ線
マイクロアナライザで調べたところ、前者では、クロム
がニッケル多孔質体中に均一に残っているのに対し、後
者では、クロムの凝集が見られ、また化学分析を行うと
後者では多孔質基体中での残存量の減少が見られた。
添加を行わなかった多孔質体を燃料電池燃料極運転状況
と同条件下に１０００時間放置した後、取り出してＸ線
マイクロアナライザで調べたところ、前者では、クロム
がニッケル多孔質体中に均一に残っているのに対し、後
者では、クロムの凝集が見られ、また化学分析を行うと
後者では多孔質基体中での残存量の減少が見られた。
このことは、第３成分の添加により、第２成分の拡散を
低減でき、従って、第２成分の添加量を低減できること
を示している。
低減でき、従って、第２成分の添加量を低減できること
を示している。
上記実施例１における、ニッケル多孔質の基体を１．０
Ｖｏ Ｉ／ｆｆの硝酸アルミニウム溶液に浸漬し、上記
実施例１と同一の条件にて浸漬〜乾燥工程を施した。こ
の結果、基体中には、ニッケル１００に対し、上記アル
ミニウムを３．７重量％含有させることかできた。
Ｖｏ Ｉ／ｆｆの硝酸アルミニウム溶液に浸漬し、上記
実施例１と同一の条件にて浸漬〜乾燥工程を施した。こ
の結果、基体中には、ニッケル１００に対し、上記アル
ミニウムを３．７重量％含有させることかできた。
さらに、この基体に、水素（２０Ｖｏ １％）−窒素（
８０Ｖｏ １％）のガス雰囲気中で２００℃、３時間の
熱処理を施し、安定色剤含有基体を得た。
８０Ｖｏ １％）のガス雰囲気中で２００℃、３時間の
熱処理を施し、安定色剤含有基体を得た。
この基体をＸ線回折法によって分析したところ、ニッケ
ルのピーク以外に酸化アルミニウムのピークが観測され
、上記基体中に酸化アルミニウムが含有されていること
が確認できた。
ルのピーク以外に酸化アルミニウムのピークが観測され
、上記基体中に酸化アルミニウムが含有されていること
が確認できた。
次に、この安定色剤含有基体を０．１
ＭＯ＋／λのｔａ酸イツトリウム溶液に５分間浸漬シタ
後、８０℃、３０分で乾燥させた。
後、８０℃、３０分で乾燥させた。
この結果、この基体中にはイツトリウムが０．４重量％
含有された。ざらに、上記イツトリウムが含有された安
定色剤含有基体を、水素（４ＶＯＩ％）−窒素（９６Ｖ
ｏ Ｉ ％） （１）ｊｆ’：１．雰囲気中で５００℃
、２時間の熱処理を施し燃料極を得た。
含有された。ざらに、上記イツトリウムが含有された安
定色剤含有基体を、水素（４ＶＯＩ％）−窒素（９６Ｖ
ｏ Ｉ ％） （１）ｊｆ’：１．雰囲気中で５００℃
、２時間の熱処理を施し燃料極を得た。
しかして、この得られた燃料極を上記実施例１と同様の
条件で燃料電池に組込み、この電池の経時特性を調べた
ところ、上記実施例１とほとんど同様の特性であること
が確認された。
条件で燃料電池に組込み、この電池の経時特性を調べた
ところ、上記実施例１とほとんど同様の特性であること
が確認された。
ＬＬＬ
前記実施例１における、ニッケル多孔質の基体を１．０
Ｖｏ Ｉ／ｆｆｉの硝酸コバルト溶液に浸漬し、上記実
施例１と同一の条件にて浸漬〜乾燥工程を施した。この
結果、基体中には、ニッケル１００に対し、上記コバル
トを３．２重量％含有させることができた。
Ｖｏ Ｉ／ｆｆｉの硝酸コバルト溶液に浸漬し、上記実
施例１と同一の条件にて浸漬〜乾燥工程を施した。この
結果、基体中には、ニッケル１００に対し、上記コバル
トを３．２重量％含有させることができた。
さらに、この基体に、水素（９０Ｖｏ １％）−窒素（
１０Ｖｏ１％〉のガス雰囲気中で４５０℃、３時間の熱
処理を施し、安定色剤含有基体を得た。
１０Ｖｏ１％〉のガス雰囲気中で４５０℃、３時間の熱
処理を施し、安定色剤含有基体を得た。
この基体をＸ線回折法によって分析したところ、ニッケ
ルのピーク以外にコバルトのピークが観測され、上記基
体中にコバルトが含有されていることが確認された。
ルのピーク以外にコバルトのピークが観測され、上記基
体中にコバルトが含有されていることが確認された。
次に、この安定色剤含有基体を０．１
Ｍ０１／Ｑ、の硝酸セリウム溶液に５分間浸漬した後、
８０℃、３０分で乾燥させた。
８０℃、３０分で乾燥させた。
この結果、この基体中にはセリウムが０．３重量％含有
されたことが確認された。ざらに、上記セリウムが含有
された安定色剤含有基体に対し、水素（４Ｖｏ １％）
−窒素（９６Ｖｏ１％）のガス雰囲気中で５００℃、２
時間の熱処理を施し燃料極を得た。
されたことが確認された。ざらに、上記セリウムが含有
された安定色剤含有基体に対し、水素（４Ｖｏ １％）
−窒素（９６Ｖｏ１％）のガス雰囲気中で５００℃、２
時間の熱処理を施し燃料極を得た。
しかして、この得られた燃料極を前記実施例１と同様の
条件で燃料電池に組込み、この電池の経時特性を調べた
ところ、前記実施例１とほとんど同様の特性であること
が確認された。
条件で燃料電池に組込み、この電池の経時特性を調べた
ところ、前記実施例１とほとんど同様の特性であること
が確認された。
なお、本発明は上記３つの実施例に限定されるものでは
ない。たとえば、上記実施例では基体として、ニッケル
を用いたが、コ、バルトを用いても良い。この場合、安
定化剤として、クロム、アルミニウムなどを用いれば良
い。また、第３の金属である表面金属原子の移動防止剤
としては、イツトリウム、セリウム、ジルコニウムのい
ずれをも用いることができる。また、上記実施例では、
基体に充分な強度を有する焼結体を用いたが、ハンドリ
ングが可能な程度に半焼結したもの用い、安定化剤の添
加工程の後、再焼結するようにしてもよい。
ない。たとえば、上記実施例では基体として、ニッケル
を用いたが、コ、バルトを用いても良い。この場合、安
定化剤として、クロム、アルミニウムなどを用いれば良
い。また、第３の金属である表面金属原子の移動防止剤
としては、イツトリウム、セリウム、ジルコニウムのい
ずれをも用いることができる。また、上記実施例では、
基体に充分な強度を有する焼結体を用いたが、ハンドリ
ングが可能な程度に半焼結したもの用い、安定化剤の添
加工程の後、再焼結するようにしてもよい。
また、上記３つの実施例では、第２の金属成分の添加と
第３の金属成分の添加とを２つの工程に分けて行ったが
、両者を所定の割合で含む溶液に第１の金属成分から成
る多孔質体を浸漬して、両者を同時に添加させてもよい
。
第３の金属成分の添加とを２つの工程に分けて行ったが
、両者を所定の割合で含む溶液に第１の金属成分から成
る多孔質体を浸漬して、両者を同時に添加させてもよい
。
また、安定化剤２表面金属原子移動防止剤を添加するた
めの溶液は、硝酸塩水溶液に限ることなく、塩化物、硫
酸物等の水溶液であっても良い。
めの溶液は、硝酸塩水溶液に限ることなく、塩化物、硫
酸物等の水溶液であっても良い。
ざらには、これら水溶液に浸漬した後、アルカリ水溶液
に浸漬して、上記安定化剤、移動防止剤を水酸化物とし
て基体中に析出させても良い。
に浸漬して、上記安定化剤、移動防止剤を水酸化物とし
て基体中に析出させても良い。
さらには、基体の熱処理は、低温領域では空気中で行な
い、しかる後、水素を含む還元雰囲気中で行なうように
しても良い。
い、しかる後、水素を含む還元雰囲気中で行なうように
しても良い。
図は本発明の実施例１〜３で得られた燃料極を組込んだ
燃料電池と比較例に係る燃料極を組込んだ燃料電池との
出力電圧の経時特性を示す図である。 Ａ・・・実施例１〜３の特性、Ｂ、Ｃ・・・比較例の特
性。
燃料電池と比較例に係る燃料極を組込んだ燃料電池との
出力電圧の経時特性を示す図である。 Ａ・・・実施例１〜３の特性、Ｂ、Ｃ・・・比較例の特
性。
Claims (10)
- （１）第１の金属からなる粉末を焼結して多孔質基体を
形成する工程と、この工程によって得られた上記基体を
、第２の金属成分を含む溶液に浸漬し乾燥させた後、水
素を含む還元雰囲気中で熱処理し、上記基体中に上記第
２の金属成分を析出させる工程と、この工程で得られた
上記第２の金属成分含有基体を第３の金属成分を含む溶
液に浸漬し乾燥させた後、熱処理し、上記第２の金属成
分含有基体中に上記第３の金属成分を析出させる工程と
を具備したことを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池の燃
料極の製造方法。 - （２）前記第１の金属はニッケルからなり、前記第２の
金属成分はクロム、アルミニウムまたはコバルトからな
り、前記第３の金属成分はイットリウム、セリウムまた
は、ジルコニウムからなるものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩型燃料電池の燃
料極の製造方法。 - （３）前記第１の金属はコバルトからなり、前記第２の
金属成分はクロムまたはアルミニウムからなり、前記第
３の金属成分がイットリウム、セリウムまたはジルコニ
ウムからなるものであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方
法。 - （４）前記第２、第３の金属成分は、前記基体中に金属
、酸化物、水酸化物または前記第１の金属との合金の形
態で析出されたものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造
方法。 - （５）前記溶液は、硝酸塩、塩化物または硫酸物のうち
のいずれか一つの水溶液あるいは水−アルコール溶液で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融
炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法。 - （６）第１の金属からなる粉末を焼結して多孔質基体を
形成する工程と、この工程によって得られた上記基体を
、第２、第３の金属成分を含む溶液中に浸漬し乾燥させ
た後熱処理する工程とを具備したことを特徴とする溶融
炭酸塩型燃料電池燃料極の製造方法。 - （７）前記第１の金属はニッケルからなり、前記第２の
金属成分はクロム、アルミニウムまたはコバルトからな
り、前記第３の金属成分はイットリウム、セリウムまた
は、ジルコニウムからなるものであることを特徴とする
特許請求の範囲第６項記載の溶融炭酸塩型燃料電池の燃
料極の製造方法。 - （８）前記第１の金属はコバルトからなり、前記第２の
金属成分はクロムまたはアルミニウムからなり、前記第
３の金属成分がイットリウム、セリウムまたはジルコニ
ウムからなるものであることを特徴とする特許請求の範
囲第６項記載の溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方
法。 - （９）前記第２、第３の金属成分は、前記基体中に金属
、酸化物、水酸化物または前記第１の金属との合金の形
態で析出されたものであることを特徴とする特許請求の
範囲第６項記載の溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造
方法。 - （１０）前記溶液は、硝酸塩、塩化物または硫酸物のう
ちのいずれか一つの水溶液あるいは水−アルコール溶液
であることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の溶
融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142110A JPH07118325B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142110A JPH07118325B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625566A true JPS625566A (ja) | 1987-01-12 |
| JPH07118325B2 JPH07118325B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=15307651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142110A Expired - Fee Related JPH07118325B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118325B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6460965A (en) * | 1986-04-02 | 1989-03-08 | Inst Gas Technology | Manufacture of stabilized molten carbonate fuel cell porous anode |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60142110A patent/JPH07118325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6460965A (en) * | 1986-04-02 | 1989-03-08 | Inst Gas Technology | Manufacture of stabilized molten carbonate fuel cell porous anode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118325B2 (ja) | 1995-12-18 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |