FI92445B - Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi - Google Patents

Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI92445B
FI92445B FI873655A FI873655A FI92445B FI 92445 B FI92445 B FI 92445B FI 873655 A FI873655 A FI 873655A FI 873655 A FI873655 A FI 873655A FI 92445 B FI92445 B FI 92445B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
anode
chamber
porous
electrolyte
fuel
Prior art date
Application number
FI873655A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI873655A0 (fi
FI873655A (fi
FI92445C (fi
Inventor
Leonard G Marianowski
Original Assignee
Inst Gas Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Gas Technology filed Critical Inst Gas Technology
Publication of FI873655A0 publication Critical patent/FI873655A0/fi
Publication of FI873655A publication Critical patent/FI873655A/fi
Publication of FI92445B publication Critical patent/FI92445B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI92445C publication Critical patent/FI92445C/fi

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01M4/8626—Porous electrodes characterised by the form
    • 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
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • 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
    • H01M8/141—Fuel cells with fused electrolytes the anode and the cathode being gas-permeable electrodes or electrode layers
    • H01M8/142—Fuel cells with fused electrolytes the anode and the cathode being gas-permeable electrodes or electrode layers with matrix-supported or semi-solid matrix-reinforced electrolyte
    • 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
    • H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8684—Negative electrodes
    • 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
    • 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
    • H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)

Description

92445
Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi
Keksinnön kohteena on kaksikammioinen anodirakenne, 5 jota käytetään sulan karbonaatin polttokennoissa. Keksinnön mukainen anodi erottaa sulan karbonaattielektrolyytin kontaminoidu!sta polttokaasuista ja erottaa sisäisen reformoivan katalyytin sulasta karbonaattielektrolyytistä.
Sulan karbonaatin polttokennot käsittävät yleensä 10 katodin ja anodin kollektoreineen ja elektrolyyttilaatan, joka on kosketuksessa kumpaankin elektrodiin. Polttokennon toimintaolosuhteissa, lämpötila-alueella 500 eC, elektro-lyyttilaatta kokonaisuudessaan, karbonaatti ja inertti kantaja muodostaa kaksifaasisen rakenteen, jossa on nes-15 temäinen karbonaatti ja kiinteä inertti kantaja. Tämäntyyppiset elektrolyyttikalvot tunnetaan nimillä "matriisi" tai "tahnaelektrolyytti". Elektrolyytti on suorassa kosketuksessa elektrodeihin samalla tavalla kuin polttoaine anodin puolella ja hapetin katodin puolella. Tunnetun tek-20 niikan mukaiset karbonaattipolttokennoanodit ovat yleensä huokoisia sintrattuja metallirakenteita, joissa sula kar-bonaattielektrolyytti kulkee huokosiin toiselta puolelta ja polttoaine kulkee huokosiin vierekkäisestä polttoaine-kammiosta toisella puolella. Tiedetään, että polttokennon 25 suoritushäviöt aiheutuvat elektrolyytin kontaminoinnista sulfidien ja kloridien kanssa, jotka saattavat olla läsnä epäpuhtaissa polttokaasuissa, ja jotka saattavat olla peräisin luonnossa esiintyvien orgaanisten hiilipitoisten aineiden, kuten hiilen, kaasuuntumisesta. Katso esimerkik-30 si julkaisu "Effects of H2 S on Molten Carbonate Fuel
Cells", Robert J. Remick, Final Report, U.S. Department of Energy Contract DE-AC21-83MC20212; DOE/MC/20212-2039 (DE 86010431) May 1986. Käytettäessä kaasuuntumistuotteita polttoaineena on toivottavaa reformoida tuotteet siten, 35 että polttoaineen vetypitoisuus lisääntyy sisäisen refor- 92445 2 moinnin avulla polttokennon sisällä. Kuitenkin tavanomaiset reformoivat katalyytit ovat tunnetusti sulan karbo-naattielektrolyytin myrkyttämiä johtuen aktiivisista keskuksista, joita peittää karbonaattikalvo. Katso julkaisu 5 "Development of Internal Reforming Catalysts for the Direct Fuel Cell", Michael Tarjanyi, Lawrence Paetsch, Randolph Bernard, Hossein Ghezel-Ayagh, 1985 Fuel Cell Seminar, Tucson, Arizona, May 19-22, 1985, s. 177-181. Muut tunnetut ongelmat, jotka aiheuttavat virheitä sulan karbo-10 naatin polttokennojen pitkäaikaisessa toiminnassa sisältävät myös huokoisen anodirakenteen muodonmuutoksen, anodi-puolen laitteiston, kuten kollektorin, erotuslevyn ja vastaavan korroosion sulan karbonaattielektrolyytin kanssa ja täten elektrolyytin häviöitä, kaasun siirtymisen huokoisen 15 anodin yli, ja elektrolyyttihäviöitä anodin ja katodin liukenemisen takia. On monella tavalla yritetty ratkaista nämä ongelmat polttokennon pitkäaikaisen stabiliteetin ja toiminnan varmistamiseksi.
Patenttijulkaisussa US-3 592 941 on esitetty sulan 20 karbonaatin elektrolyyttipolttokenno, jossa on huokoinen katodi, jonka sulakarbonaattielektrolyytti erottaa jalo-metallisesta kalvoanodista. Jalometallinen kalvoanodi on huokoinen ainoastaan vedylle ja erottaa anodin polttoaine-kammion elektrolyytistä. Patenttijulkaisussa US-3 592 941 25 on esitetty ainoastaan yksi ainoa anodikammio ja ainoas-taan yksi metallikalvoanodirakenne. Patenttijulkaisussa US-4 404 267 on esitetty anodiyhdistelmä sulan karbonaatin polttokennoja varten, jossa kuparilla päällystetyt keraamiset hiukkaset päällystetään huokoisen anodin pinnalle 30 kuplapainesulun muodostamiseksi elektrolyyttilaatan viereen, jotka huokoset ovat olennaisesti pienemmät kuin anodin huokoset ja kooltaan sellaiset, että ne täyttyvät elektrolyytillä. Patenttijulkaisussa US-4 448 857 on esitetty samantyyppinen huokoinen rakenne, joka soveltuu ka-35 todiyhdistelmää varten. Patenttijulkaisussa US-4 507 262 • V · 92445 3 on esitetty huokoinen sintrattu kuparinen aihiolevy, joka on sovitettu huokoisen anodin pintaan, ja jossa huokoset on täytetty metallioksidilla käyttäen metallo-orgaanista prekursoria kuplapainesulun aikaansaamiseksi. Patenttijul-5 kaisussa US-3 508 969 on esitetty galvaaninen kenno, jossa on metallikalvopinta huokoisen polttoaine-elektrodin päällä, joka estää elektrolyyttiä tulemasta kosketukseen elektrodin kanssa lämmityksen yhteydessä kennon toiminta-lämpötilaan, jota seuraa metallikalvon kulutus kennon toi-10 mintalämpötilassa. Patenttijulkaisussa US-2 901 524 on esitetty anodin reaktiotuotteiden siirtyminen katodille vievään virtaan polttoainekennon ulkopuolella.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kaksikammioinen anodirakenne, jota käytetään sulan kar-15 bonaatin polttokennoissa ja joka aikaansaa polttokennon pitkäaikaisen toiminnan ja stabiliteetin.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada kaksikammioinen anodirakenne, jota käytetään sulan karbonaatin polttokennoissa ja joka mahdollistaa 20 polttoaineiden käytön, jotka on kontaminoitu sulfidillä ja kloridilla kuten polttoaineet, jotka on saatu luonnossa esiintyvien orgaanisten hiilipitoisten aineiden kaasuuntu-misesta.
Edelleen on esillä olevan keksinnön tarkoituksena --· 25 aikaansaada anodirakenne sulan karbonaatin polttokennoja varten, joissa voidaan käyttää reformoivia katalyyttejä sisäisesti myrkyttämättä katalyyttiä karbonaattielektro-lyytillä.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen 30 aikaansaada anodirakenne, jota käytetään sulan karbonaatin polttokennoissa ja joka pienentää anodirakenteen muodonmuutoksen .
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada anodirakenne, jota käytetään sulan karbonaatin 35 polttokennoissa ja joka pienentää anodilaitteiston korroo- . . · 92445 4 siota, kuten metallisen kollektorin ja kennon koteloraken-teen korroosiota.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada anodirakenne, jota käytetään sulan karbonaatin 5 polttokennoissa, jossa anodireaktion tuotteet voidaan viedä katodikammion tulokohtaan kennon sisällä.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada anodirakenne, jota käytetään sulan karbonaatin polttokennoissa, jossa on pienemmät elektrolyyttihä-10 viöt ja täten pienempi katodin liukeneminen.
Keksinnön mukaiselle kaksikammioiselle anodiraken-teelle, jota käytetään sulan karbonaatin polttokennoissa, on tunnusomaista, että anodi käsittää elektrolyytille huokoisen metallisen levyrakenteen, jonka toinen pinta on so-15 vitettu kosketukseen elektrolyytin kanssa ja vastakkaisella puolella on useita ripoja, jotka ulkonevat tästä; vety-ioneille huokoisen ja molekylaariselle vedylle sekä elektrolyytille ei-huokoisen metallikalvon, jonka toinen pinta on kosketuksessa ripojen päiden kanssa, joka vastakkainen 20 pinta ja huokoisen metallisen levyrakenteen rivat ja metallikalvon toinen pinta määrittävät anodin reaktiokaasu-kammion; ja aallotetun metallisen kollektorin, jossa on useita huippuja ja jonka huippujen toinen pinta on kosketuksessa metallikalvon vastakkaisen puolen kanssa, joka ... 25 aallotetun metallisen kollektorin pinta ja metallikalvon vastakkainen pinta muodostavat anodin polttokaasukammion.
Täten anodirakenteessa reaktiokaasukammio on erotettu polttoainekammiosta vetyioneille huokoisen metalli-kalvon kautta. Käyttäen tätä rakennetta vetypolttoaineen 30 ollessa kontaminoitu aineilla, jotka ovat haitallisia sähkökemiallisille reaktioille tai sulalle karbonaattielekt-rolyytille, nämä pidetään erotetussa suhteessa toisiinsa vetyioneille huokoisen metallikalvon kautta. Tämä mahdollistaa vetyä sisältävän polttoaineen suoran käytön, kuten 35 luonnollisen kaasun tai polttoaineen, joka on saatu luon- » 92445 5 nossa esiintyvien orgaanisten hiilipitoisten aineiden, kuten hiilen, kaasuuntumisen kautta ja joka lisäksi sisältää vahingollisia aineita, kuten sulfideja ja klorideja, käytön. Keksinnön mukainen anodirakenne aikaansaa edel-5 leen tällaisten polttoaineiden sisäisen reformoinnin, joka on käytännöllinen, koska reformoiva katalyytti voidaan sijoittaa polttokaasukammioon ja pitää erillään sulasta karbonaattielektrolyytistä, jolloin estetään reformoivien katalyyttien myrkytys sulalla karbonaattielektrolyytillä. 10 Keksinnön mukainen kaksikammioinen anodirakenne estää myös anodipuolen laitteiston kosketuksen, kuten kollektorin ja kennon kotelon kosketuksen sulaan karbonaattielektrolyyt-tiin, jolloin olennaisesti vähennetään anodipuolen laitteiston korroosiota. Tämä korroosion estäminen tai vähen-15 täminen anodipuolen laitteistossa parantaa edelleen elekt-rolyyttikäsittelyn vähentämällä tai eliminoimalla haihtumista anodin ja korroosioalueiden kautta karbonaattihä-viöiden mekanismina. Tämän keksinnön mukainen sulan karbonaatin polttokennoanodin kaksikammioinen anodirakenne, ai-20 kaansaa suuremmat hiilidioksidipitoisuudet katodin alueella sekä kulkemalla elektrolyytin läpi katodille että kulkemalla anodin reaktiokaasukammiosta hapetinkammioon, joka vähentää katodin liukenemista sekä myös elektrolyytin haihtumista. Esillä olevan keksinnön mukaisessa kaksikam-• 25 mioisessa anodirakenteessa, jossa on sulan karbonaatin polttokennoanodi, ei-huokoista ainetta oleva metallikalvo toimii sulkuna kaasun siirtymiselle ja mahdollistaa sen, että polttokenno toimii olennaisin paine-eroin kennon yli.
Esillä olevan keksinnön mukainen kaksikammioinen 30 anodi muuttaa tavanomaista sulan karbonaattielektrolyytin polttokennon toimintaa. Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä polttokennon toimintaa varten sovitetaan vetyä sisältävää polttoainetta polttoainekammioon, joka poltto-ainekammio on erotettu anodin reaktiokaasukammiosta vety-35 ioneille huokoisella ja molekylaariselle vedylle sekä 6 32445 elektrolyytille ei-huokoisella metallikalvolla; dissosioi-daan vety ioniseksi vedyksi; viedään ioninen vety metalli-kalvon läpi anodin reaktiokaasukammioon, joka sisältää huokoisen metallisen anodirakenteen sulan karbonaatti-5 elektrolyytin vieressä saatetaan huokoisessa anodiraken-teessa ioninen vety reagoimaan karbonaatti-ionien kanssa jolloin saadaan vettä, hiilidioksidia ja elektroneja; viedään tuotettu vesi, hiilidioksidi ja kaksi elektronia huokoiseen metalliseen katodirakenteeseen sulan karbonaatti-10 elektrolyytin vastakkaisella puolella; syötetään happea hapetinkammioon, joka käsittää huokoisen katodirakenteen; saatetaan huokoisessa katodirakenteessa hiilidioksidi, happi ja elektronit reagoimaan siten, että saadaan karbonaatti-ioneja, jotka kulkevat katodille ja poistetaan vesi 15 hapetinkammiosta.
Tämä aikaansaadaan keksinnön mukaisesti järjestelyllä, joka selviää alla olevasta selostuksesta, jossa esitetään keksinnön edullinen suoritusmuoto viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 20 kuvio 1 esittää kaaviomaisesti polttokennon sähkö kemiallisia reaktioita, joka kenno käyttää esillä olevan keksinnön mukaista kaksikammioista anodia, ja kuvio 2 on kaaviomainen halkileikkaus polttokenno-yksiköstä, joka on esillä olevan keksinnön mukaisen kaksi- <· 25 kammioisen anodirakenteen eräs suoritusmuoto.
' . ·
Tavanomaisessa sulan karbonaatin polttokennoanodis-sa on huokoista metallia oleva anodi, joka yleensä sisältää nikkeli- tai nikkeli-kromilejeeringin ja jonka toinen sivu on kosketuksessa sulan karbonaatin elektrolyyttimat-30 riisiin, ja toinen sivu on altistettu polttoainekaasuvir-taukselle. Tavanomaisen anodin huokoset on osittain täytetty nestemäisellä elektrolyytillä ja sähkökemialliset reaktiot esiintyvät kolmifaasisen kiinteä (anodimetalli)-neste (karbonaattielektrolyytti)-kaasu (vetypolttoaine) 35 rajapinnan keskuksissa. Tavanomaisen polttoainekennoanodin 1 · • · 92445 7 anodireaktion hiilidioksidi ja vesituotteet diffusoituvat takaisin kolmifaasisista reaktiokeskuksista polttoainekaa-sukammioon. Karbonaatti-ioneja syötetään anodireaktiokes-kuksiin ionisen siirtymän kautta elektrolyytin läpi polt-5 toainekennon katodipuolelta, jossa ne generoidaan hapen ja hiilidioksidin välisen sähkökemiallisen reaktion avulla. Tavanomaisessa polttokennossa on välttämätöntä tarvittavan hiilidioksidin aikaansaamiseksi ottaa talteen hiilidioksidi kulutetuista polttoainekaasuista, jotka poistuvat ano-10 dipoistosta sekä syöttää talteenotettu hiilidioksidi kato-dikammioon.
Tämän keksinnön mukainen kaksikammioinen anodira-kenne modifioi anodin sähkökemialliset reaktiomekanismit yllä selostetusta tavanomaisesta sähkökemiallisesta jär-15 jestelmästä. Viittaamalla hyvin kaaviomaiseen kuvioon 1 todetaan, että esitetty kaksikammioinen anodirakenne käsittää polttoainekammion 21, jota erottaa metallikalvo 15, joka on huokoinen vetyioneille ja ei-huokoinen molekyyli-selle vedylle ja elektrolyytille, reaktiokaasukammiosta 20 22, joka erotetaan elektrolyytistä 13 elektrolyytille huo koisella sintratulla metallisella levyrakenteella 14. Polttoainekammiosta 21 molekyylinen vetypolttoaine adsorboituu ja dissosioituu kuivalle ja katalyyttiselle nikke-lirakenteelle, joka muodostaa ionisen vedyn, joka diffun-... 25 doituu vetyioneille huokoisen kiinteän kalvon 15 kautta reaktiokaasukammioon 22. Anodin sähkökemialliset reaktiot esiintyvät kolmifaasisissa keskuksissa huokoisessa anodi-rakenteessa 14, jossa ioninen vety reagoi karbonaatti-ionien kanssa ja muodostaa vettä ja hiilidioksidia ja va-30 pauttaa kaksi elektronia. Muodostunut vesihöyry ja hiilidioksidi kulkee reaktiokaasukammioon 22, eikä pysty kulkemaan kiinteän kalvon 15 läpi, joka kalvo on huokoinen vetyioneille, eikä pysty diffuntoitumaan elektrolyytin 13 kautta katodille 11 katodin sähkökemiallisten reaktioiden 35 tukemiseksi. Täten muodostetun vesihöyryn ja hiilidioksi- « 92445 8 din sekoittuminen polttokaasuun eliminoituu täysin ja hiilidioksidi on katodin sähkökemiallisen reaktion käytettävissä joko diffuusion kautta elektrolyytin läpi tai suoran siirtymän kautta reaktiokaasukammiosta 22.
5 Teoreettisesti voi sulan karbonaatin polttokenno, jossa on esillä olevan keksinnön mukainen anodi, toimia vedyllä ja hapella ainoina syötettyinä kaasuina ja siten, että vesi ja tuotettu sähkö ovat ainoat tuotteet, jotka poistetaan kennosta. Polttoainekammioon syötetään tällöin 10 puhdasta vetyä, joka dissosioituu ja diffundoituu vetyioneille huokoisen kiinteän kalvon läpi ja reagoi karbonaatti-ionien kanssa ja tuottaa vesihöyryä ja C02. Vesihöyry ja C02 diffundoituvat huokoisen elektrolyyttimatriisin läpi katodille, jossa C02 reagoi happi-ionien kanssa, jotka on 15 generoitu katodilla sähkökemiallisesti karbonaatti-ionien reformoimiseksi, joka tuotettu vesihöyry diffundoituu ka-todirakenteen läpi hapetinkammioon 20. Hapetinkammioon on syötettävä ainoastaan happea ja tarvittava hiilidioksidi hiilidioksidipitoisuuden ylläpitämiseksi katodilla katodin 20 minimipolarointitason ylläpitämiseksi, joka hiilidioksidi katodin sähkökemiaa varten syötetään diffuusion avulla anodilta elektrolyyttimatriisin yli. Anodireaktiossa tuotettu vesihöyry diffundoituisi katodirakenteen läpi hapetinkammioon, jolloin on välttämätöntä ainoastaan poistaa 25 vesihöyry hapetinkammiosta kasaantumisen estämiseksi. Tämä voidaan yksinkertaisesti aikaansaada kierrättämällä hape-tinkammioiden poistotuotteet katodin lämpövaihtimen läpi veden kondensoimiseksi kaasun purkamiseksi ja uudelleen-kierrättämiseksi katodikammioon mahdollisesti lisäämällä 30 happea ja hiilidioksidia tarvittaessa. Kennon toiminnan suuntaaminen kohti tällaista teoreettista toimintaa voidaan aikaansaada käyttäen keksinnön mukaista kennoa, koska kennon anodipuolta voidaan käyttää korkeammalla paineella kuin katodipuolta, jolloin paine aikaansaa toivotut olo-35 suhteet. Keksinnön mukainen anodirakenne mahdollistaa myös 92445 9 sisäisen kennon kierrättämisen anodin reaktiokaasukammios-ta katodin hapetinkammioon tuloksena olevan veden ja hiilidioksidin täydellisemmän siirtymisen aikaansaamiseksi.
Kuviossa 2 on esitetty esillä olevan keksinnön mu-5 kaisen kaksikammioisen anodin suoritusmuoto sulan karbonaatin polttoainekennon kennoyksikössä. Kennoyksikkö 10 on esitetty ja siinä nähdään katodi 11, sula karbonaatti-elektrolyytti 13 ja kaksikammioinen anodi 14. Katodi 11 käsittää huokoisen metallioksidikatodin 11, jossa on aal-10 lotettu kollektori 16, joka muodostaa katodin hapetinkam-miot 20 puolelle, joka on elektrolyytille 13 vastakkainen. Anodi 14 käsittää elektrolyytille huokoisen sintratun metallisen levyrakenteen 14a, jossa on rivat 14b, jotka ulkonevat tästä, vetyioneille ei-huokoisen ja molekyyliselle 15 vedylle ja elektrolyytille huokoisen metallikalvon 15, jonka toinen pinta on kosketuksessa ripojen 14b päiden kanssa, muodostaen anodin reaktiokaasukammiot 22, ja aal-lotetun metallisen kollektorin 16, jonka metallisten aal-lotuksien huippujen toinen pinta on kosketuksessa metalli-20 kalvoon 15 ja määrittää välilleen polttoainekammiot 21. Kuvion 2 kennoyksikön muoto on erityisen sopiva pinottuja kennoja varten, joissa kollektori 16 myös toimii kennon erottimena ja sisäisenä sähköjohtimena elektronien johtamiseksi anodilta katodille.
., 25 Keksinnön mukainen kaksikammioinen anodi voidaan
• I
valmistaa huokoisesta metallisesta anodirakenteesta 14, joka käsittää huokoista metallista sintrattua ainetta olevan litteän levyosan 14a, joka aikaansaa suuren pinta-alan ja ulkonevat rivat 14b. Sopivat metalliset elektrodiraken-30 teet on esitetty julkaisussa US-4 247 604. Yleisesti huokoiset metallianodit ovat periaatteessa nikkeliä, rautaa tai kobolttia, joihin on lisätty stabiloivia aineita. Mitä tahansa sopivaa huokoista, stabiilia ja katalyyttistä ainetta anodireaktiota varten voidaan käyttää keksinnön mu-35 kaisen anodin huokoista osaa varten. Vaikkakin on esitet- 9244 5 10 ty, että ulkonevat rivat 14b ovat samaa rakennetta kuin huokoinen metallinen litteä levyanodin osa 14a, ei ole välttämätöntä, että nämä rivat ovat huokoista rakennetta. Rivat voivat olla ei-huokoista metallista ainetta yhdis-5 tettynä elektrolyytille huokoiseen sintrattuun metallile-vyrakenteeseen 14a. Määritteellä "ripa" tarkoitetaan mitä tahansa ulkonemaa huokoisesta litteästä levyanodiosasta 14a, joka yhdessä kiinteän metallifolion 15 kanssa muodostaa anodin reaktiokaasukammiot 22, jotka sijaitsevat huo-10 koisen metallisen levyrakenteen 14a pinnan vieressä vastapäätä elektrolyyttiä 13. Vetyioneille huokoinen kiinteä metallikalvo voi olla mitä tahansa metallia, joka ei vaikuta anodireaktioihin ja aikaansaa riittävän vetyionidif-fuusion kalvon läpi. Sopivat metallit ovat palladium, nik-15 keli, koboltti, rauta, ruteeni, rodium, osmium, iridium, platina, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, kupari, hopea ja kulta, ja näiden lejeeringit, erityisesti palladium, kupari, nikkeli ja palladiumhopea-lejeeringit. Kuparin, nikkelin ja näiden seosten kalvot 20 ovat erityisen suositeltavia johtuen näiden suuresta sähkönjohtavuudesta, suuresta mekaanisesta stabiliteetista ja edullisesta hinnasta. Kalvot ovat edullisesti paksuudeltaan noin 2,5 pm - noin 25 pm, jonka alarajan rajoittaa vaatimus, että aikaansaadaan rei’istä vapaa kalvo. Edulli-25 sesti kalvot ovat ohuempia kuin 13 pm. Voidaan käyttää • < mekaanista tukea, kuten inerttiä huokoista kantajaa, joka on rei'itettyä metallia, laajennettua metallia tai johtavaa huokoista keraamista ainetta, mahdollistamaan ohuempien kalvojen käytön suuremman vetydi f fuusion aikaansaanti -30 seksi kiinteän metallikalvon läpi. On todettu, että kiinteät metallikalvot aikaansaavat riittävän vetyionidiffuusion kestämään virtatiheyksiä, jotka ylittävät noin 160 mA/cm2. Koi lek tori levy 16 voi olla muodoltaan patenttijulkaisussa US-4 579 788 esitetynlainen ja käytettäessä 35 pinotuissa kennoissa se voi myös toimia bimetallisena ero- 1
II
92445 11 tinlevynä, kuten on selostettu mainitussa patentissa. Termillä "aallotettu" metallinen kollektori tarkoitetaan mitä tahansa muotoa, jossa on harjanteet, jotka ulottuvat tavalla, joka aikaansaa sähkökosketuksen kiinteään kalvoon 5 15 ja/tai huokoiseen anodirakenteeseen 14 ja yhdessä kiin teän kalvon 15 kanssa muodostaa polttoainekammiot 21.
Sula karbonaattielektrolyytti 13 voi olla mitä tahansa sopivaa sulaa karbonaattielektrolyyttiä, jota käytetään polttoainekennoissa, kuten litiumin, kaliumin ja nat-10 riumin alkalimetallikarbonaatit ja näiden kaksiarvoiset tai kolmiarvoiset karbonaatit, kuten on esitetty patenttijulkaisussa US-4 079 171. Elektrolyytti voi olla vahvistettu tunnetulla tavalla. Katodirakenne 12 sisältää alalla tunnetut soveltuvat huokoiset metallioksidikatodit 11, 15 yleensä nikkelin, litiumin, raudan ja litiummangnaatin, sulan karbonaattielektrolyytin 13 ja hapetinkammion 20 välissä, jonka määrittää huokoinen metallioksidikatodi 11 ja kollektori 16.
Keksinnön mukaisessa kaksikammioisen sulan karbo-20 naatin polttoainekennon anodin eräässä suoritusmuodossa sisältyy hiilivetyä reformoivaa katalyyttiä polttoainekam-mioihin 21 polttokennon sisällä olevan hiilivetypolttoai-neen reformoimiseksi. Sisäinen höyryreformointi voidaan edullisesti suorittaa paikalla anodin polttoainekammioissa 25 21 sovittamalla kantajakatalyytteja kammioihin, kuten ker- • · rostamalla kollektoriseinämien sisäpinta. Keksinnön mukaisen anodin reformoiva katalyytti erotetaan sulasta karbo-naattielektrolyytistä kiinteällä metallikalvolla 15 ja täten ei reformoivan katalyytin karbonaattimyrkytys ole 30 mikään ongelma. Voidaan käyttää tavanomaisia reformoivia katalyyttejä, kuten kantajanikkeliä, ellei siihen ole haitallisesti vaikuttanut kontaminoitu polttokaasu. Samalla tavalla polttokaasu, joka syötetään polttoainekammioihin 21 erotetaan karbonaattielektrolyytistä, joka estää elekt-35 rolyytin saastumisen sulfideilla ja klorideilla, jotka 92445 12 saattavat joutua polttoainevirtaukseen. Täten tällaisten saasteiden pitoisuuden määrän polttokaasussa rajoittaa ainoastaan käytetyn reformoivan katalyytin myrkytys. Jotta voitaisiin käyttää suoraan luonnollista kaasua ja luonnos-5 sa esiintyvien orgaanisten hiilipitoisten aineiden kaa- suuntumistuotteita, voidaan käyttää reformoivia katalyyttejä, jotka kestävät rikkiä. Keksinnön mukainen kaksikam-mioinen sulan karbonaatin polttoainekennoanodi voi käyttää keskinkertaisen energian omaavaa polttoainetta, joka saa-10 daan luonnossa esiintyvistä orgaanisista hiilipitoisista aineista pitkiä toiminta-aikoja jolloin kaasun sulfidi- ja kloridikontaminoinnin puhdistus kaasusta rajoittuu ainoastaan reformoivan katalyytin toleranssiin käytettäessä sisäistä reformointia.
15 Kuten esitetään kuviossa 2, käytettäessä keksinnön mukaista kaksikammioista anodia on käytännöllistä siirtää hiilidioksidi ja vesi, joka jää yli anodin reaktiokaasu-kammioista 22 yksinkertaisesti poistamalla kaasu näiden kammioiden avoimista päistä katodin hapetinkammioon 20, 20 kuten on esitetty sisäisellä putkella 25. Koska kiinteä kalvo 15 toimii kaasusulkuna, voidaan anodikammioihin kohdistaa suurempi paine kuin katodin hapetinkammioihin polt-tokaasujen ja hapetinkaasujen siirtymisen vähentämiseksi.
Esitetyn tyyppisessä käytännön toimivassa kennossa, 25 jossa käytetään ilmaa hapettimena ja epäpuhdasta vetyä * < polttoaineena on toivottavaa, että sekä polttokammion että hapetinkammion poistokaasut poistavat kaasut, jotka eivät ole reagoineet.
Vaikka yllä on selostettu keksinnön edullista suo-30 ritusmuotoa viitaten tiettyyn suoritusmuotoon esimerkin muodossa, on ilmeistä alan ammattimiehille, että keksintöä voidaan soveltaa moniin muihin suoritusmuotoihin ja että tiettyjä yksityiskohtia voidaan muuttaa huomattavasti poikkeamatta keksinnön puitteista.
Il

Claims (11)

13 *2445
1. Kaksikammioinen anodirakenne, jota käytetään sulan karbonaatin polttokennoissa, tunnettu siitä, 5 että anodi käsittää: elektrolyytille huokoisen metallisen levyrakenteen (14; 14a), jonka toinen pinta on sovitettu kosketukseen elektrolyytin (13) kanssa ja vastakkaisella puolella on useita ripoja (14b), jotka ulkonevat tästä; vetyioneille huokoisen ja molekylaariselle vedylle sekä 10 elektrolyytille ei-huokoisen metallikalvon (15), jonka toi-nen pinta on kosketuksessa ripojen (14b) päiden kanssa, joka vastakkainen pinta ja huokoisen metallisen levy-rakenteen (14; 14a) rivat (14b) ja metallikalvon (15) toinen pinta määrittävät anodin reaktiokaasukammion (22); ja 15 aallotetun metallisen kollektorin (16), jossa on useita huippuja ja Jonka huippujen toinen pinta on kosketuksessa metallikalvon (15) vastakkaisen puolen kanssa, joka aallotetun metallisen kollektorin (16) pinta ja metallikalvon (15) vastakkainen pinta muodostavat anodin polttokaasukam-20 mion (21).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siitä, että metallikalvo (15) on noin 2,5 pm - 25 pm paksu.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen 25 anodirakenne, tunnettu siitä, että metallikalvo (15) on ohuempi kuin 13 pm.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siitä, että metallikalvo (15) valitaan ryhmästä, joka muodostuu kuparista, nikke- 30 listä sekä näiden seoksista.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siitä, että pidetään hiilivetyä reformoivaa katalyyttiä anodin polttokaasukammiossa (21).
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siitä, että anodin reaktio- 92445 14 kaasukammio (22) lisäksi käsittää johdinelimet (25), jotka on yhteydessä katodin hapetinkammion (20) kanssa.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siitä, että aallotetun me- 5 tallisen kollektorin (16) huiput ovat kosketuksessa metal-likalvon (15) kanssa vastapäätä ripojen (14b) päitä, jotka ovat kosketuksessa metallikalvon (15) kanssa.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siitä, että useita anodin 10 reaktiokaasukammioita (22) ja anodin polttokaasukammioita (21) on sovitettu vierekkäin.
9. Menetelmä sulan karbonaattielektrolyytin poltto-kennon toimintaa varten, tunnettu siitä, että sovitetaan vetyä sisältävää polttoainetta polttoainekammioon 15 (21), joka polttoainekammio (21) on erotettu anodin reak- tiokaasukammiosta (22) vetyioneille huokoisella ja moleky-laariselle vedylle sekä elektrolyytille ei-huokoisella me-tallikalvolla (15); dissosioidaan vety ioniseksi vedyksi; viedään ioninen vety metallikalvon (15) läpi anodin reak-20 tiokaasukammioon (22), joka sisältää huokoisen metallisen anodirakenteen (14) sulan karbonaattielektrolyytin (13) vieressä; saatetaan huokoisessa anodirakenteessa (14) ioninen vety reagoimaan karbonaatti-ionien kanssa, jolloin saadaan vettä, hiilidioksidia sekä elektroneja; viedään 25 tuotettu vesi, hiilidioksidi ja kaksi elektronia huokoi-? seen metalliseen katodirakenteeseen (11) sulan karbonaat tielektrolyytin (13) vastakkaisella puolella; syötetään happea hapetinkammioon (20), joka käsittää huokoisen kato-dirakenteen (11); saatetaan huokoisessa katodirakenteessa 30 (11) hiilidoksidi, happi ja elektronit reagoimaan siten, että saadaan karbonaatti-ioneja, jotka kulkevat katodille (11); ja poistetaan vesi hapetinkammiosta (20).
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää lisäas- 35 keleen, jossa katalyyttisesti reformoidaan ainakin osa polttoaineeseen sisältyvästä hiilivedystä vedyksi hiili- II 92445 15 vedyn reformointikatalyytin ollessa läsnä polttoainekam-miossa (21).
11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilidioksidi viedään johdin-5 elimien (25) kautta anodin reaktiokaasukammiosta (22) ha-petinkanunioon (20). 92445 16
FI873655A 1986-08-25 1987-08-24 Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi FI92445C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/899,878 US4702973A (en) 1986-08-25 1986-08-25 Dual compartment anode structure
US89987886 1986-08-25

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI873655A0 FI873655A0 (fi) 1987-08-24
FI873655A FI873655A (fi) 1988-02-26
FI92445B true FI92445B (fi) 1994-07-29
FI92445C FI92445C (fi) 1994-11-10

Family

ID=25411685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI873655A FI92445C (fi) 1986-08-25 1987-08-24 Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4702973A (fi)
EP (1) EP0257398B1 (fi)
JP (1) JP2554664B2 (fi)
AT (1) ATE72076T1 (fi)
CA (1) CA1282456C (fi)
DE (1) DE3776227D1 (fi)
DK (1) DK441387A (fi)
ES (1) ES2028831T3 (fi)
FI (1) FI92445C (fi)
GR (1) GR3003645T3 (fi)
IE (1) IE60292B1 (fi)
NO (1) NO172089C (fi)
PT (1) PT85578B (fi)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5071718A (en) * 1987-03-26 1991-12-10 Institute Of Gas Technology Use of sulfur containing fuel in molten carbonate fuel cells
ES2034360T3 (es) * 1987-03-26 1993-04-01 Institute Of Gas Technology Empleo de combustible conteniendo azufre en pilas de combustible de carbonato fundido.
US5246791A (en) * 1988-07-06 1993-09-21 Johnson Matthey Public Limited Company Fuel cell containing a reforming catalyst
US5227256A (en) * 1989-05-03 1993-07-13 Institute Of Gas Technology Fully internal manifolded fuel cell stack
US5342706A (en) * 1989-05-03 1994-08-30 Institute Of Gas Technology Fully internal manifolded fuel cell stack
CA2016517C (en) * 1989-05-11 1999-01-12 Dale R. Shackle Solid state electrochemical cell having microroughened current collector
US5763114A (en) * 1994-09-01 1998-06-09 Gas Research Institute Integrated reformer/CPN SOFC stack module design
US5643690A (en) * 1994-11-11 1997-07-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Molten carbonate fuel cell
US5795665A (en) * 1996-08-19 1998-08-18 Energy Research Corporation Fuel cell sub-assembly with a plurality of dimples
DE19636068C2 (de) * 1996-09-05 2002-02-28 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Wasserstoff- und/oder Synthesegasgewinnung
AUPO724997A0 (en) * 1997-06-10 1997-07-03 Ceramic Fuel Cells Limited A fuel cell assembly
US6383677B1 (en) 1999-10-07 2002-05-07 Allen Engineering Company, Inc. Fuel cell current collector
US6777126B1 (en) 1999-11-16 2004-08-17 Gencell Corporation Fuel cell bipolar separator plate and current collector assembly and method of manufacture
KR100339795B1 (ko) * 2000-01-25 2002-06-07 박호군 탄산염 차단막이 구비된 직접 내부개질형 용융탄산염연료전지
US6602626B1 (en) 2000-02-16 2003-08-05 Gencell Corporation Fuel cell with internal thermally integrated autothermal reformer
WO2001071842A2 (en) 2000-03-17 2001-09-27 Allen Engineering Company, Inc. Fuel cell stack assembly
WO2001094450A2 (en) 2000-06-02 2001-12-13 Sri International Polymer membrane composition
CA2320551C (en) 2000-09-25 2005-12-13 Questair Technologies Inc. Compact pressure swing adsorption apparatus
US7316855B2 (en) 2001-06-01 2008-01-08 Polyfuel, Inc. Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device
TW582124B (en) 2001-06-01 2004-04-01 Polyfuel Inc Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device
US20030064269A1 (en) * 2001-10-02 2003-04-03 Kelly Sean M. Fuel cell stack having a featured interconnect element
US6772617B1 (en) 2003-01-24 2004-08-10 Gencell Corporation Method and apparatus for in-situ leveling of progressively formed sheet metal
JP4543612B2 (ja) * 2003-03-11 2010-09-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US7732084B2 (en) * 2004-02-04 2010-06-08 General Electric Company Solid oxide fuel cell with internal reforming, catalyzed interconnect for use therewith, and methods
US7687183B2 (en) * 2004-08-25 2010-03-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrochemical fuel cell elements having improved compression over channels
JP5237829B2 (ja) 2006-01-23 2013-07-17 ブルーム エナジー コーポレーション モジュール式燃料電池システム
US7659022B2 (en) * 2006-08-14 2010-02-09 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US8241801B2 (en) 2006-08-14 2012-08-14 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US8920997B2 (en) 2007-07-26 2014-12-30 Bloom Energy Corporation Hybrid fuel heat exchanger—pre-reformer in SOFC systems
US8852820B2 (en) 2007-08-15 2014-10-07 Bloom Energy Corporation Fuel cell stack module shell with integrated heat exchanger
WO2009105191A2 (en) 2008-02-19 2009-08-27 Bloom Energy Corporation Fuel cell system containing anode tail gas oxidizer and hybrid heat exchanger/reformer
US8968958B2 (en) 2008-07-08 2015-03-03 Bloom Energy Corporation Voltage lead jumper connected fuel cell columns
US8313634B2 (en) 2009-01-29 2012-11-20 Princeton University Conversion of carbon dioxide to organic products
US20110114502A1 (en) * 2009-12-21 2011-05-19 Emily Barton Cole Reducing carbon dioxide to products
IT1397523B1 (it) 2009-12-21 2013-01-16 Ansaldo Fuel Cells Spa Sistema e metodo per separare co2 da fumi di combustione mediante pile mcfc pluri-stack.
US8845877B2 (en) 2010-03-19 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed electrochemical process
US8721866B2 (en) * 2010-03-19 2014-05-13 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide
US8500987B2 (en) * 2010-03-19 2013-08-06 Liquid Light, Inc. Purification of carbon dioxide from a mixture of gases
US8845878B2 (en) 2010-07-29 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Reducing carbon dioxide to products
US8524066B2 (en) * 2010-07-29 2013-09-03 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of urea from NOx and carbon dioxide
US8440362B2 (en) 2010-09-24 2013-05-14 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
US8961774B2 (en) 2010-11-30 2015-02-24 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water
US8568581B2 (en) 2010-11-30 2013-10-29 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide
US9090976B2 (en) 2010-12-30 2015-07-28 The Trustees Of Princeton University Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction
WO2012094514A1 (en) 2011-01-06 2012-07-12 Bloom Energy Corporation Sofc hot box components
US8562811B2 (en) 2011-03-09 2013-10-22 Liquid Light, Inc. Process for making formic acid
CA2839004A1 (en) 2011-07-06 2013-01-10 Liquid Light, Inc. Carbon dioxide capture and conversion to organic products
CA2841062A1 (en) 2011-07-06 2013-01-10 Liquid Light, Inc. Reduction of carbon dioxide to carboxylic acids, glycols, and carboxylates
US9267212B2 (en) 2012-07-26 2016-02-23 Liquid Light, Inc. Method and system for production of oxalic acid and oxalic acid reduction products
US8692019B2 (en) 2012-07-26 2014-04-08 Liquid Light, Inc. Electrochemical co-production of chemicals utilizing a halide salt
US8641885B2 (en) 2012-07-26 2014-02-04 Liquid Light, Inc. Multiphase electrochemical reduction of CO2
US9175407B2 (en) 2012-07-26 2015-11-03 Liquid Light, Inc. Integrated process for producing carboxylic acids from carbon dioxide
US10329676B2 (en) 2012-07-26 2019-06-25 Avantium Knowledge Centre B.V. Method and system for electrochemical reduction of carbon dioxide employing a gas diffusion electrode
US20130105304A1 (en) 2012-07-26 2013-05-02 Liquid Light, Inc. System and High Surface Area Electrodes for the Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide
US9873951B2 (en) 2012-09-14 2018-01-23 Avantium Knowledge Centre B.V. High pressure electrochemical cell and process for the electrochemical reduction of carbon dioxide
US9755263B2 (en) 2013-03-15 2017-09-05 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
TWI638483B (zh) 2013-10-23 2018-10-11 美商博隆能源股份有限公司 用於燃料電池系統之陽極復熱器及其操作方法
EP3105810B1 (en) 2014-02-12 2022-08-17 Bloom Energy Corporation Structure and method for fuel cell system where multiple fuel cells and power electronics feed loads in parallel allowing for integrated electrochemical impedance spectroscopy ("eis")
US10651496B2 (en) 2015-03-06 2020-05-12 Bloom Energy Corporation Modular pad for a fuel cell system
WO2018160850A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Fuelcell Energy, Inc. Electrolyte barrier for preventing electrolyte creep from an anode to a direct internal reforming catalyst of a fuel cell
US11398634B2 (en) 2018-03-27 2022-07-26 Bloom Energy Corporation Solid oxide fuel cell system and method of operating the same using peak shaving gas
KR102610181B1 (ko) 2018-11-30 2023-12-04 퓨얼셀 에너지, 인크 향상된 co2 이용률로 작동되는 연료 전지를 위한 촉매 패턴의 개질
WO2020112812A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with enhanced co 2 utilization
US11335937B2 (en) 2019-11-26 2022-05-17 Exxonmobil Research And Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with high electrolyte fill level
US11978931B2 (en) 2021-02-11 2024-05-07 ExxonMobil Technology and Engineering Company Flow baffle for molten carbonate fuel cell

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE639862A (fi) * 1961-12-05 1900-01-01
GB1181220A (en) * 1966-02-16 1970-02-11 Atlantic Richfield Co Fuel Cell
US3508969A (en) * 1966-05-18 1970-04-28 Gen Motors Corp Galvanic cell with removable barrier between electrolyte and electrode and process for activating cell
US3730774A (en) * 1967-06-01 1973-05-01 Gen Electric Ammonia fuel cell with iridium catalyst and method of using the cell
US3592941A (en) * 1967-12-26 1971-07-13 American Gas Ass Method for producing electron flow in carbonate electrolyte fuel cell
DE1796016A1 (de) * 1968-08-16 1972-02-17 Siemens Ag Brennstoffelement zur Umsetzung von fluessigen und gasfoermigen Reaktanten bei Temperaturen von 125 bis 300 C
US4389467A (en) * 1979-12-27 1983-06-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Porous electrolyte retainer for molten carbonate fuel cell
US4279970A (en) * 1980-02-20 1981-07-21 Electric Power Research Institute, Inc. Electrochemical cell including ribbed electrode substrates
US4365007A (en) * 1981-06-12 1982-12-21 Energy Research Corporation Fuel cell with internal reforming
US4555453A (en) * 1981-10-01 1985-11-26 Electric Power Research, Inc. Method for forming molten carbonate fuel cell component and structure
US4404267A (en) * 1982-04-26 1983-09-13 General Electric Company Anode composite for molten carbonate fuel cell
US4507262A (en) * 1982-10-07 1985-03-26 General Electric Company Bubble pressure barrier and electrode composite
SE8206994L (sv) * 1982-12-08 1984-06-09 Lindstroem Ab Olle Kemoelektrisk cell med atminstone en gaselektrod
US4579788A (en) * 1983-10-18 1986-04-01 Institute Of Gas Technology High temperature fuel cell wet seal
JPS6124170A (ja) * 1984-07-13 1986-02-01 Mitsubishi Electric Corp 溶融炭酸塩形燃料電池
JPS6124167A (ja) * 1984-07-13 1986-02-01 Mitsubishi Electric Corp 内部改質型溶融炭酸塩形燃料電池
JPH081810B2 (ja) * 1985-02-20 1996-01-10 三菱電機株式会社 内部改質形溶融炭酸塩形燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
GR3003645T3 (fi) 1993-03-16
JPS6362155A (ja) 1988-03-18
ATE72076T1 (de) 1992-02-15
FI873655A0 (fi) 1987-08-24
DK441387D0 (da) 1987-08-24
NO873557D0 (no) 1987-08-24
JP2554664B2 (ja) 1996-11-13
EP0257398A2 (en) 1988-03-02
NO172089B (no) 1993-02-22
PT85578B (pt) 1993-11-30
FI873655A (fi) 1988-02-26
NO873557L (no) 1988-02-26
NO172089C (no) 1993-06-02
DE3776227D1 (de) 1992-03-05
FI92445C (fi) 1994-11-10
CA1282456C (en) 1991-04-02
IE872260L (en) 1988-02-25
DK441387A (da) 1988-02-26
EP0257398A3 (en) 1988-04-20
IE60292B1 (en) 1994-06-29
PT85578A (pt) 1988-08-17
EP0257398B1 (en) 1992-01-22
US4702973A (en) 1987-10-27
ES2028831T3 (es) 1992-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI92445B (fi) Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi
US9574276B2 (en) Production of low temperature electrolytic hydrogen
Kinoshita Electrochemical oxygen technology
US4039409A (en) Method for gas generation utilizing platinum metal electrocatalyst containing 5 to 60% ruthenium
AU2001242590B2 (en) Mixed reactant fuel cells with flow through porous electrodes
US5958616A (en) Membrane and electrode structure for methanol fuel cell
US4876115A (en) Electrode assembly for use in a solid polymer electrolyte fuel cell
AU2002219941B2 (en) Multipurpose reversible electrochemical system
US5672439A (en) Method and apparatus for reducing reactant crossover in an electrochemical fuel cell
US4707229A (en) Method for evolution of oxygen with ternary electrocatalysts containing valve metals
US8110314B2 (en) Means of stabilizing electrolyte in a direct carbon-air fuel cell based on a molten metal hydroxide electrolyte
AU2001242590A1 (en) Mixed reactant fuel cells with flow through porous electrodes
AU2001242584A1 (en) Mixed reactant fuel cells
US6444337B1 (en) Fuel cell with low cathodic polarization and high power density
US5087534A (en) Gas-recirculating electrode for electrochemical system
US20040081875A1 (en) Solid oxide fuel cell stack assembly having tapered diffusion layers
US4755376A (en) Process for operating a dual compartment anode structure
US3375140A (en) Fuel cell with hydrogen purification means and process of using same
US3669750A (en) Fuel cell system
JPS6247968A (ja) 内部改質を行う溶融炭酸塩型燃料電池
US20060068261A1 (en) Fuel cell systems
Yeager Oxygen Electrodes for industrial electrolysis and electrochemical power generation
WO2022086845A1 (en) Electrochemical cell and method of using same
JPS63158755A (ja) 内部改質型燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: INSTITUTE OF GAS TECHNOLOGY

BB Publication of examined application
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: INSTITUTE OF GAS TECHNOLOGY