JPS6366861A - 溶融炭酸塩燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池Info
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- JPS6366861A JPS6366861A JP61210080A JP21008086A JPS6366861A JP S6366861 A JPS6366861 A JP S6366861A JP 61210080 A JP61210080 A JP 61210080A JP 21008086 A JP21008086 A JP 21008086A JP S6366861 A JPS6366861 A JP S6366861A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、５００〜７００℃程度またはその近辺の温度
で作動する溶融炭酸塩燃料電池、詳しくはアルカリ金属
炭酸塩からなる電解質に電極反応を促進するタングステ
ンを塩の形で添加して、電極反応の促進効果を発渾させ
るようにした溶融炭酸塩燃料電池に関するものである。
で作動する溶融炭酸塩燃料電池、詳しくはアルカリ金属
炭酸塩からなる電解質に電極反応を促進するタングステ
ンを塩の形で添加して、電極反応の促進効果を発渾させ
るようにした溶融炭酸塩燃料電池に関するものである。
従来、ｌ溶融塩燃料電池としては、溶融アルカリ炭酸塩
を用いる系が最も一般的である。すなわち、炭酸リチウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属
炭酸塩またはこれらの混合物を電解質とし、これをリチ
ウムアルミ矛−トなどの耐溶融塩性の粉末とともに板状
に加工し、これを燃料極（アノード）と空気極（カソー
ド）との間に保持して電池を構成している。
を用いる系が最も一般的である。すなわち、炭酸リチウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属
炭酸塩またはこれらの混合物を電解質とし、これをリチ
ウムアルミ矛−トなどの耐溶融塩性の粉末とともに板状
に加工し、これを燃料極（アノード）と空気極（カソー
ド）との間に保持して電池を構成している。
上記のアルカリ金属炭酸塩を電解質とする溶融塩燃料電
池の場合、その電気化学的反応は次式（１）、（２）の
ごとく進行し、イオン伝導は炭酸イオン（ｃｏ ３ ”
−）によって行われる。
池の場合、その電気化学的反応は次式（１）、（２）の
ごとく進行し、イオン伝導は炭酸イオン（ｃｏ ３ ”
−）によって行われる。
アノード： Ｈｚ ＋ ＣＯ＊”−＝Ｈ２０＋ＣＯ２＋
２ｅ （Ｉｔカソード： １／２０！＋ＣＯ，＋２
ｅ−ＣＯ３”−（２）アノードにおいては、水素が電極
細孔内を拡散して電解質および電極と三相界面を形成し
、上記式ｆｌ）の反応が進行して水（スチーム）、炭酸
ガスおよび電子となる。
２ｅ （Ｉｔカソード： １／２０！＋ＣＯ，＋２
ｅ−ＣＯ３”−（２）アノードにおいては、水素が電極
細孔内を拡散して電解質および電極と三相界面を形成し
、上記式ｆｌ）の反応が進行して水（スチーム）、炭酸
ガスおよび電子となる。
一方、カソードにおいては、酸素および炭酸ガスが電極
細孔内を拡散して、上記と同様に電解質および電極と三
相界面を形成し、上記式（２）の反応が進行して炭酸イ
オンとなる。炭酸イオンはカソードからアノードにイオ
ン伝導し、電子は外部回路を通ってアノードからカソー
ドに到達する。
細孔内を拡散して、上記と同様に電解質および電極と三
相界面を形成し、上記式（２）の反応が進行して炭酸イ
オンとなる。炭酸イオンはカソードからアノードにイオ
ン伝導し、電子は外部回路を通ってアノードからカソー
ドに到達する。
アノードとしては、還元性雰囲気中で溶融炭酸塩に耐え
る必要があるところから、多くの導電性材料のうち、ニ
ッケルが最も多く取り上げられ、これに作動時での過焼
結（シンタリング）を抑制する目的でクロム、コバルト
、アルミナなどの添加剤が加えられている。すなわち、
従来はＮｉ −Ｃｒ、Ｎｉ Ｃ０５Ｎｓ Ａ １２
２ｏｓなどのＮｉ系多孔質板が用いられている。
る必要があるところから、多くの導電性材料のうち、ニ
ッケルが最も多く取り上げられ、これに作動時での過焼
結（シンタリング）を抑制する目的でクロム、コバルト
、アルミナなどの添加剤が加えられている。すなわち、
従来はＮｉ −Ｃｒ、Ｎｉ Ｃ０５Ｎｓ Ａ １２
２ｏｓなどのＮｉ系多孔質板が用いられている。
一方、カソードとしては、酸化性雰囲気中で耐溶融塩性
を必要とするところから、リチウムをドープした酸化ニ
ッケルが最も普通に考えられ試験されてきた。
を必要とするところから、リチウムをドープした酸化ニ
ッケルが最も普通に考えられ試験されてきた。
すなわち、従来、最も一般的な電池構成としては、 ｅ
ニッケル／溶融炭酸アルカリ塩＋リチウムアルミネート
／リチウムドープニッケル酸化物■である。
ニッケル／溶融炭酸アルカリ塩＋リチウムアルミネート
／リチウムドープニッケル酸化物■である。
高い電池出力を得るためには、良好な三相界面を形成し
、かつ安定に維持させることが必要であり、そのために
は電解質保持能力が高（、かつ内部抵抗の低い高強度、
Ｆｉ４板状電解質体と、電気化学反応の触媒作用が優れ
た広い電極表面積と良好な電極特性を有し、かつ長期に
わたって安定に電極細孔構造を維持できるアノードおよ
びカソード電極が不可欠となる。
、かつ安定に維持させることが必要であり、そのために
は電解質保持能力が高（、かつ内部抵抗の低い高強度、
Ｆｉ４板状電解質体と、電気化学反応の触媒作用が優れ
た広い電極表面積と良好な電極特性を有し、かつ長期に
わたって安定に電極細孔構造を維持できるアノードおよ
びカソード電極が不可欠となる。
しかしながら、従来の電池構成では、電池の発電性能の
面で十分満足な結果を得ることができないという問題点
があった。
面で十分満足な結果を得ることができないという問題点
があった。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、炭酸リチウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属
炭酸塩の少なくとも一種にタングステン酸アルカリ塩を
同、！−の形で添加した溶融塩電解質を構成要素とする
ことにより、アノードにおいて、燃料ガス反応が促進し
、燃料電池の発電特性が向上するようにした溶融炭酸塩
燃料電池の提供を目的とするものである。
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属
炭酸塩の少なくとも一種にタングステン酸アルカリ塩を
同、！−の形で添加した溶融塩電解質を構成要素とする
ことにより、アノードにおいて、燃料ガス反応が促進し
、燃料電池の発電特性が向上するようにした溶融炭酸塩
燃料電池の提供を目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の溶
融炭酸塩燃料電池は、アルカリ金属炭酸塩からなる電解
質にタングステン酸アル刀す塩を添加したことを特徴と
している。
融炭酸塩燃料電池は、アルカリ金属炭酸塩からなる電解
質にタングステン酸アル刀す塩を添加したことを特徴と
している。
本発明において、タングステン酸アルカリ塩は、Ｋ、ｌ
［１，、Ｌｉｚｌ、、ＮａｔＨＯａなどが用いられる。
［１，、Ｌｉｚｌ、、ＮａｔＨＯａなどが用いられる。
。
また電極（アノード）としては、Ｎｉ、、 Ｎｉ Ｃ
ｒ５Ｎｉ −Ｃｏ、 Ｎ１−Ａｊ！ 、０．などのＮｉ
系多孔板、Ｎｉ系多孔板にＷ、 ＷＣ，Ｗ、Ｃなどを添
加したものなどが用いられる。本発明において、タング
ステン酸アルカリ ７塩の含有量は、アルカリ金属炭酸
塩に対して０．００１〜１ｗｔ％である。タングステン
酸アルカリ塩の含有量が１ｗｔ％を超える場合は、電解
質のイオン導電性が悪くなって好ましくない。一方、タ
ングステン酸アルカリ塩の含有量が０．００１未満の場
合は、電極反応の促進効果が発揮されず、電池の発電性
能が発揮されない。
ｒ５Ｎｉ −Ｃｏ、 Ｎ１−Ａｊ！ 、０．などのＮｉ
系多孔板、Ｎｉ系多孔板にＷ、 ＷＣ，Ｗ、Ｃなどを添
加したものなどが用いられる。本発明において、タング
ステン酸アルカリ ７塩の含有量は、アルカリ金属炭酸
塩に対して０．００１〜１ｗｔ％である。タングステン
酸アルカリ塩の含有量が１ｗｔ％を超える場合は、電解
質のイオン導電性が悪くなって好ましくない。一方、タ
ングステン酸アルカリ塩の含有量が０．００１未満の場
合は、電極反応の促進効果が発揮されず、電池の発電性
能が発揮されない。
以下、本発明の好適な実施例を説明する。ただしこれら
の実施例は、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨
のものではなく、華なる一例にすぎない。
の実施例は、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨
のものではなく、華なる一例にすぎない。
実施例１
Ｎｉ粉末焼結板（気孔径８μ、気孔＄６０％）をアノー
ドに用い、１龍φの金線をカソードに用い、リチウムお
よびカリウムの炭酸塩の混合物（モル比６２ ： ３８
、重量比４６．７ ： ５３．３）を電解質に用い、そ
れにタングステン酸カリウム０．００５ｉｉｔ％、０．
０３ｗｔ％、Ｑ、 １ｗｔ％を添加して、６５０℃でア
ノードの分極特性を測定した。燃料は水素を８０ｖｏ
ｊ！％、ＣＯ，を２０ｖａｎ％含有するガスを用い、酸
化剤は酸素を３３．３ｖｏ１％、ＣＯ□を６６．７ｖｏ
１％含有するガスを用いた。結果は第１図に示す如く
であった。なお比較例として、タングステン酸カリウム
を添加しない場合についての値をプロットしている。
ドに用い、１龍φの金線をカソードに用い、リチウムお
よびカリウムの炭酸塩の混合物（モル比６２ ： ３８
、重量比４６．７ ： ５３．３）を電解質に用い、そ
れにタングステン酸カリウム０．００５ｉｉｔ％、０．
０３ｗｔ％、Ｑ、 １ｗｔ％を添加して、６５０℃でア
ノードの分極特性を測定した。燃料は水素を８０ｖｏ
ｊ！％、ＣＯ，を２０ｖａｎ％含有するガスを用い、酸
化剤は酸素を３３．３ｖｏ１％、ＣＯ□を６６．７ｖｏ
１％含有するガスを用いた。結果は第１図に示す如く
であった。なお比較例として、タングステン酸カリウム
を添加しない場合についての値をプロットしている。
実施例２
Ｎｉ粉末焼結板（３６酊φ×厚さく１．８ｍｍ）をアノ
ードに、Ｎｉ繊維焼結板（３６Ｎφ×厚さ０．４１■）
をカソードに用い、リチウムアルミネートを不活性支持
物質（マトリックス材）として、リチウムおよびカリウ
ムの炭酸塩の混合物（モル比６２ ： ３Ｂ、重量比４
６．７７５３．３）を６０−１％、タングステン酸カリ
ウムを０．０５賀ｔ％含有してなる５０曹鳳φ×厚さ２
龍の電解質板を上記アノードおよびカソード間に配設し
、燃料室および酸化剤室をそれぞれ備える集電端を兼
看ねたハウジングで、上記電極板および電解質板を
ラ両側から押さえる構造の単セルを構成し、６５
０℃に ２おける初期電池性能および１００時間後
の電池性能を ン測定した。また比較例として、タ
ングステン酸力 ４リウムを含有していない電解
質板を用いた単セルの６５０℃における初期電池性能お
よび１００時間後の セミ池性能を測定した。その
結果を第１表に示す。 マなお燃料は水素を８０
ｖｏ １％、Ｃｏｔを２０ｖｏ１％含有するガスを用い
、酸化剤は空気を７０ｖｏ １％、ＣＯ，を３０ｖｏ
４８％含有するガスを用いた。
ードに、Ｎｉ繊維焼結板（３６Ｎφ×厚さ０．４１■）
をカソードに用い、リチウムアルミネートを不活性支持
物質（マトリックス材）として、リチウムおよびカリウ
ムの炭酸塩の混合物（モル比６２ ： ３Ｂ、重量比４
６．７７５３．３）を６０−１％、タングステン酸カリ
ウムを０．０５賀ｔ％含有してなる５０曹鳳φ×厚さ２
龍の電解質板を上記アノードおよびカソード間に配設し
、燃料室および酸化剤室をそれぞれ備える集電端を兼
看ねたハウジングで、上記電極板および電解質板を
ラ両側から押さえる構造の単セルを構成し、６５
０℃に ２おける初期電池性能および１００時間後
の電池性能を ン測定した。また比較例として、タ
ングステン酸力 ４リウムを含有していない電解
質板を用いた単セルの６５０℃における初期電池性能お
よび１００時間後の セミ池性能を測定した。その
結果を第１表に示す。 マなお燃料は水素を８０
ｖｏ １％、Ｃｏｔを２０ｖｏ１％含有するガスを用い
、酸化剤は空気を７０ｖｏ １％、ＣＯ，を３０ｖｏ
４８％含有するガスを用いた。
第１表
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の溶融炭酸塩燃料【池は、
アノード側で水素ガスのためにタンゲス・ンが還元析出
するとともに、その部位で水素ガ、の酸化反応を促進し
、電池の発電性能が向上す、という効果を有している。
アノード側で水素ガスのためにタンゲス・ンが還元析出
するとともに、その部位で水素ガ、の酸化反応を促進し
、電池の発電性能が向上す、という効果を有している。
第１図は実施例１における本発明の溶融炭酸塩：料電池
の電流密度と電位との関係を示すグラフある。
の電流密度と電位との関係を示すグラフある。
Claims (1)
- １ アルカリ金属炭酸塩からなる電解質にタングステン
酸アルカリ塩を添加したことを特徴とする溶融炭酸塩燃
料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210080A JPS6366861A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210080A JPS6366861A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366861A true JPS6366861A (ja) | 1988-03-25 |
| JPH0569267B2 JPH0569267B2 (ja) | 1993-09-30 |
Family
ID=16583486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61210080A Granted JPS6366861A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6366861A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4340486C1 (de) * | 1993-11-27 | 1995-06-01 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung der Brennstoffzelle |
| US6559193B2 (en) | 2000-05-23 | 2003-05-06 | Aisin Kako Kabushiki Kaisha | Acrylic sol for a sound insulating underbody coating |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61210080A patent/JPS6366861A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4340486C1 (de) * | 1993-11-27 | 1995-06-01 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung der Brennstoffzelle |
| US6559193B2 (en) | 2000-05-23 | 2003-05-06 | Aisin Kako Kabushiki Kaisha | Acrylic sol for a sound insulating underbody coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0569267B2 (ja) | 1993-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |