FI92445C - Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi - Google Patents

Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI92445C
FI92445C FI873655A FI873655A FI92445C FI 92445 C FI92445 C FI 92445C FI 873655 A FI873655 A FI 873655A FI 873655 A FI873655 A FI 873655A FI 92445 C FI92445 C FI 92445C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
anode
chamber
electrolyte
porous
fuel
Prior art date
Application number
FI873655A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI873655A0 (fi
FI873655A (fi
FI92445B (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 menetelma sen kayttamisek-si
KeksinnOn kohteena on kaksikanunioinen anodirakenne, 5 jota kSytetSSn sulan karbonaatin polttokennoissa. Keksin-niin mukainen anodi erottaa sulan karbonaattielektrolyytin kontaminoiduista polttokaasuista ja erottaa sisaisen re-formoivan katalyytin sulasta karbonaattielektrolyytista.
Sulan karbonaatin polttokennot kasittavat yleensa 10 katodin ja anodin kollektoreineen ja elektrolyyttilaatan, joka on kosketuksessa kumpaankin elektrodiin. Polttokennon toimintaolosuhteissa, lamptttila-alueella 500 eC, elektro-lyyttilaatta kokonaisuudessaan, karbonaatti ja inertti kantaja muodostaa kaksifaasisen rakenteen, jossa on nes-15 temainen karbonaatti ja kiintea inertti kantaja. Taman-tyyppiset elektrolyyttikalvot tunnetaan nimilia "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 yleensa huokoisia sintrattuja metallirakenteita, joissa sula kar-bonaattielektrolyytti kulkee huokosiin toiselta puolelta ja polttoaine kulkee huokosiin vierekkaisesta polttoaine-kammiosta toisella puolella. Tiedetaan, etta polttokennon 25 suoritushaviiJt aiheutuvat elektrolyytin kontaminoinnista sulfidien ja kloridien kanssa, jotka saattavat olla lasna epapuhtaissa polttokaasuissa, ja jotka saattavat olla pe-raisin 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. Kaytettaessa kaasuuntumistuotteita polttoaineena on toivottavaa reformolda tuotteet siten, 35 etta polttoaineen vetypitoisuus lisaantyy sisaisen refor- . · 2 S2445 moinnin avulla polttokennon sisållå. Kuitenkin tavanomai-set reformoivat katalyytit ovat tunnetusti sulan karbo-naattielektrolyytin myrkyttåmiå johtuen aktiivisista kes-kuksista, joita peittåå 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 virheitå sulan karbo-10 naatin polttokennojen pitkåaikaisessa toiminnassa sisåltå-våt myiSs huokoisen anodirakenteen muodonmuutoksen, anodi-puolen laitteiston, kuten kollektorin, erotuslevyn ja vas-taavan korroosion sulan karbonaattielektrolyytin kanssa ja taten elektrolyytin haviOita, kaasun siirtymisen huokoisen 15 anodin yli, ja elektrolyyttihaviOitå anodin ja katodin liukenemisen takia. On monella tavalla yritetty ratkaista nama ongelmat polttokennon pitkaaikaisen 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 elektrolyytista. Patenttijulkaisussa US-3 592 941 25 on esitetty ainoastaan yksi ainoa anodikammio ja ainoas-taan yksi metallikalvoanodirakenne. Patenttijulkaisussa US-4 404 267 on esitetty anodiyhdistelma sulan karbonaatin polttokennoja vårten, jossa kuparilla paailystetyt keraa-miset hiukkaset påållystetåån huokoisen anodin pinnalle 30 kuplapainesulun muodostamiseksi elektrolyyttilaatan vie- reen, jotka huokoset ovat olennaisesti pienemmåt kuin anodin huokoset ja kooltaan sellaiset, etta ne tåyttyvat elektrolyytilia. Patenttijulkaisussa US-4 448 857 on esitetty samantyyppinen huokoinen rakenne, joka soveltuu ka-35 todiyhdistelmaa vårten. Patenttijulkaisussa US-4 507 262 • V · 3 92445 on esitetty huokoinen sintrattu kuparinen aihiolevy, joka on sovitettu huokoisen anodin pintaan, ja jossa huokoset on taytetty metallioksidilla kayttaen metallo-orgaanista prekursoria kuplapainesulun aikaansaamiseksi. Patenttijul-5 kaisussa US-3 508 969 on esitetty galvaaninen kenno, jossa on metallikalvopinta huokoisen polttoaine-elektrodin paai-la, joka estaa elektrolyyttia tulemasta kosketukseen elektrodin kanssa lammityksen yhteydessa kennon toiminta-lampOtilaan, jota seuraa metallikalvon kulutus kennon toi-10 mintaiampOtilassa. Patenttijulkaisussa US-2 901 524 on esitetty anodin reaktiotuotteiden siirtyminen katodille vievaan virtaan polttoainekennon ulkopuolella.
Esilia olevan keksinnOn tarkoituksena on aikaansaa-da kaksikammioinen anodirakenne, jota kaytetaan sulan kar-15 bonaatin polttokennoissa ja joka aikaansaa polttokennon pitkaaikaisen toiminnan ja stabiliteetin.
Esilia olevan keksinnOn tarkoituksena on edelleen aikaansaada kaksikammioinen anodirakenne, jota kaytetaan sulan karbonaatin polttokennoissa ja joka mahdollistaa 20 polttoaineiden kaytOn, jotka on kontaminoitu sulfidilla ja kloridilla kuten polttoaineet, jotka on saatu luonnossa esiintyvien orgaanisten hiilipitoisten aineiden kaasuuntu-misesta.
Edelleen on esilia olevan keksinnOn tarkoituksena --· 25 aikaansaada anodirakenne sulan karbonaatin polttokennoja vårten, joissa voidaan kayttaa reformoivia katalyytteja sisaisesti myrkyttamatta katalyyttia karbonaattielektro-lyytilia.
Esilia olevan keksinnOn tarkoituksena on edelleen 30 aikaansaada anodirakenne, jota kaytetaan sulan karbonaatin polttokennoissa ja joka pienentaa anodirakenteen muodon-muutoksen.
Esilia olevan keksinnOn tarkoituksena on edelleen aikaansaada anodirakenne, jota kaytetaan sulan karbonaatin 35 polttokennoissa ja joka pienentaa anodilaitteiston korroo- 4 92445 siota, kuten metallisen kollektorin ja kennon koteloraken-teen korroosiota.
Esilia olevan keksinnOn tarkoituksena on edelleen aikaansaada anodirakenne, jota kaytetaan sulan karbonaatin 5 polttokennoissa, jossa anodireaktion tuotteet voidaan vieda katodikammion tulokohtaan kennon sisalla.
Esilia olevan keksinndn tarkoituksena on edelleen aikaansaada anodirakenne, jota kaytetaan sulan karbonaatin polttokennoissa, jossa on pienenunat elektrolyyttiha-10 viOt ja taten pienempi katodin liukeneminen.
KeksinnOn mukaiselle kaksikammioiselle anodiraken-teelle, jota kaytetaan sulan karbonaatin polttokennoissa, on tunnusomaista, etta anodi kasittaa elektrolyytille huo-koisen metallisen levyrakenteen, jonka toinen pinta on so-15 vitettu kosketukseen elektrolyytin kanssa ja vastakkaisel-la puolella on useita ripoja, jotka ulkonevat tasta; vety-ioneille huokoisen ja molekylaariselle vedylle seka elekt-rolyytille ei-huokoisen metallikalvon, jonka toinen pinta on kosketuksessa ripojen påiden kanssa, joka vastakkainen 20 pinta ja huokoisen metallisen levyrakenteen rivat ja metallikalvon toinen pinta maarittavat 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.
Taten anodirakenteessa reaktiokaasukammio on ero-tettu polttoainekammiosta vetyioneille huokoisen metallikalvon kautta. Kayttaen tata rakennetta vetypolttoaineen 30 ollessa kontaminoitu aineilla, jotka ovat haitallisia sah-kOkemiallisille reaktioille tai sulalle karbonaattielekt-rolyytille, nama pidetaan erotetussa suhteessa toisiinsa vetyioneille huokoisen metallikalvon kautta. T3ma mahdol-listaa vetya sisaltavan polttoaineen suoran kaytbn, kuten 35 luonnollisen kaasun tai polttoaineen, joka on saatu luon- » 5 92445 nossa esiintyvien orgaanisten hiilipitoisten aineiden, kuten hiilen, kaasuuntumisen kautta ja joka lisaksi sisai-taå vahingollisia aineita, kuten sulfideja ja klorideja, kaytOn. KeksinnOn mukainen anodirakenne aikaansaa edel-5 leen tailaisten polttoaineiden sisaisen reformoinnin, joka on kaytannOllinen, koska reformoiva katalyytti voidaan sijoittaa polttokaasukanunioon ja pitaa eriliaan sulasta karbonaattielektrolyytista, jolloin estetaan reformoivien katalyyttien myrkytys sulalla karbonaattielektrolyytillM. 10 KeksinnOn mukainen kaksikammioinen anodirakenne estaa my Os anodipuolen laitteiston kosketuksen, kuten kollektorin ja kennon kotelon kosketuksen sulaan karbonaattielektrolyyt-tiin, jolloin olennaisesti vahennetaan anodipuolen laitteiston korroosiota. TSmS korroosion estSminen tai vShen-15 taminen anodipuolen laitteistossa parantaa edelleen elekt-rolyyttikasittelyn vahentamaiia tai eliminoimalla haihtu-mista anodin ja korroosioalueiden kautta karbonaattiha-viOiden mekanismina. Taman keksinnOn mukainen sulan karbo-naatin polttokennoanodin kaksikammioinen anodirakenne, ai-20 kaansaa suuremmat hiilidioksidipitoisuudet katodin alueel-la seka kulkemalla elektrolyytin lapi katodille etta kul-kemalla anodin reaktiokaasukammiosta hapetinkammioon, joka vahentaa katodin liukenemista seka myOs elektrolyytin haihtumista. Esilia olevan keksinnOn mukaisessa kaksikam-• 25 mioisessa anodirakenteessa, jossa on sulan karbonaatin polttokennoanodi, ei-huokoista ainetta oleva metallikalvo toimii sulkuna kaasun siirtymiselle ja mahdollistaa sen, etta polttokenno toimii olennaisin paine-eroin kennon yli.
Esilia olevan keksinnOn mukainen kaksikammioinen 30 anodi muuttaa tavanomaista sulan karbonaattielektrolyytin polttokennon toimintaa. Taman keksinnOn mukaisessa mene-telmassa polttokennon toimintaa vårten sovitetaan vetya sisaitavaa polttoainetta polttoainekammioon, joka poltto-ainekammio on erotettu anodin reaktiokaasukammiosta vety-35 ioneille huokoisella ja molekylaariselle vedylle seka 6 92445 elektrolyytille ei-huokoisella metallikalvolla; dissosioi-daan vety ioniseksi vedyksi; viedåån ioninen vety metalli-kalvon låpi anodin reaktiokaasukammioon, joka sisåltåå huokoisen metallisen anodirakenteen sulan karbonaatti-5 elektrolyytin vieresså saatetaan huokoisessa anodiraken-teessa ioninen vety reagoimaan karbonaatti-ionien kanssa jolloin saadaan vettå, hiilidioksidia ja elektroneja; vie-dåån tuotettu vesi, hiilidioksidi ja kaksi elektronia huo-koiseen metalliseen katodirakenteeseen sulan karbonaatti-10 elektrolyytin vastakkaisella puolella; syOtetåån happea hapetinkammioon, joka kåsittåå huokoisen katodirakenteen; saatetaan huokoisessa katodirakenteessa hiilidioksidi, happi ja elektronit reagoimaan siten, ettå saadaan karbo-naatti-ioneja, jotka kulkevat katodille ja poistetaan vesi 15 hapetinkammiosta.
Tåmå aikaansaadaan keksinnOn mukaisesti jårjeste-lyllå, joka selviåå alla olevasta selostuksesta, jossa esitetåån keksinnOn edullinen suoritusmuoto viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 20 kuvio 1 esittåå kaaviomaisesti polttokennon såhkO- kemiallisia reaktioita, joka kenno kåyttåå esillå olevan keksinnOn mukaista kaksikammioista anodia, ja kuvio 2 on kaaviomainen halkileikkaus polttokenno-yksikOstå, joka on esillå olevan keksinnOn mukaisen kaksi- <· 25 kammioisen anodirakenteen erås suoritusmuoto.
' . ·
Tavanomaisessa sulan karbonaatin polttokennoanodis-sa on huokoista metallia oleva anodi, joka yleenså sisål-tåå 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 tåy-tetty nestemåisellå elektrolyytillå ja såhkOkemialliset reaktiot esiintyvåt kolmifaasisen kiinteå (anodimetalli)-neste (karbonaattielektrolyytti)-kaasu (vetypolttoaine) 35 rajapinnan keskuksissa. Tavanomaisen polttoainekennoanodin • · • · 7 92445 anodireaktion hiilidioksidi ja vesituotteet diffusoituvat takaisin kolmifaasisista reaktiokeskuksista polttoainekaa-sukammioon. Karbonaatti-ioneja sydtetaån anodireaktiokes-kuksiin ionisen siirtyman kautta elektrolyytin lapi polt-5 toainekennon katodipuolelta, jossa ne generoidaan hapen ja hiilidioksidin vaiisen sShkdkemiallisen reaktion avulla. Tavanomaisessa polttokennossa on valttamatOnta tarvittavan hiilidioksidin aikaansaamiseksi ottaa talteen hiilidioksidi kulutetuista polttoainekaasuista, jotka poistuvat ano-10 dipoistosta seka syOttaa talteenotettu hiilidioksidi kato-dikammioon.
Taman keksinnOn mukainen kaksikammioinen anodira-kenne modifioi anodin sahkdkemia11iset reaktiomekanismit ylia selostetusta tavanomaisesta sahkOkemiallisesta jar-15 jestelmdsta. Viittaamalla hyvin kaaviomaiseen kuvioon 1 todetaan, etta esitetty kaksikammioinen anodirakenne ka-sittaa polttoainekammion 21, jota erottaa metallikalvo 15, joka on huokoinen vetyioneille ja ei-huokoinen molekyyli-selle vedylle ja elektrolyytille, reaktiokaasukammiosta 20 22, joka erotetaan elektrolyytista 13 elektrolyytille huo- koisella sintratulla metallisella levyrakenteella 14. Polttoainekammiosta 21 molekyylinen vetypolttoaine adsor-boituu ja dissosioituu kuivalle ja katalyyttiselle nikke-lirakenteelle, joka muodostaa ionisen vedyn, joka diffun-... 25 doituu vetyioneille huokoisen kiintean kalvon 15 kautta reaktiokaasukammioon 22. Anodin sahkdkemialliset reaktiot esiintyvat kolmifaasisissa keskuksissa huokoisessa anodi-rakenteessa 14, jossa ioninen vety reagoi karbonaatti-ionien kanssa ja muodostaa vetta ja hiilidioksidia ja va-30 pauttaa kaksi elektronia. Muodostunut vesihttyry ja hiilidioksidi kulkee reaktiokaasukammioon 22, eika pysty kulke-maan kiintean kalvon 15 lapi, joka kalvo on huokoinen vetyioneille, eika pysty diffuntoitumaan elektrolyytin 13 kautta katodille 11 katodin sahkdkemiallisten reaktioiden 35 tukemiseksi. Taten muodostetun vesihOyryn ja hiilidioksi- « 8 92445 din sekoittuminen polttokaasuun eliminoituu taysin ja hii-lidioksidi on katodin sahkOkemiallisen reaktion kaytetta-vissa joko diffuusion kautta elektrolyytin lapi tai suo-ran siirtyman kautta reaktiokaasukammiosta 22.
5 Teoreettisesti voi sulan karbonaatin polttokenno, jossa on esilia olevan keksinnOn mukainen anodi, toimia vedylia ja hapella ainoina syOtettyina kaasuina ja siten, etta vesi ja tuotettu sahkO ovat ainoat tuotteet, jotka poistetaan kennosta. Polttoainekammioon syOtetaan tailOin 10 puhdasta vetya, joka dissosioituu ja diffundoituu vetyio-neille huokoisen kiintean kalvon lapi ja reagoi karbonaat-ti-ionien kanssa ja tuottaa vesihOyrya ja C02. VesihOyry ja C02 diffundoituvat huokoisen elektrolyyttimatriisin lapi katodille, jossa C02 reagoi happi-ionien kanssa, jotka on 15 generoitu katodilla sahkOkemiallisesti karbonaatti-ionien reformoimiseksi, joka tuotettu vesihOyry diffundoituu ka-todirakenteen lapi hapetinkammioon 20. Hapetinkammioon on sydtettava ainoastaan happea ja tarvittava hiilidioksidi hiilidioksidipitoisuuden yliapitamiseksi katodilla katodin 20 minimipolarointitason yliapitamiseksi, joka hiilidioksidi katodin sahkOkemiaa vårten sydtetaan diffuusion avulla anodilta elektrolyyttimatriisin yli. Anodireaktiossa tuotettu vesihOyry diffundoituisi katodirakenteen lapi hapetinkammioon, jolloin on vaittamatOnta ainoastaan poistaa 25 vesihdyry hapetinkammiosta kasaantumisen estamiseksi. Tama voidaan yksinkertaisesti aikaansaada kierrattamaiia hape-tinkammioiden poistotuotteet katodin lampdvaihtimen lapi veden kondensoimiseksi kaasun purkamiseksi ja uudelleen-kierrattamiseksi katodikammioon mahdollisesti lisaamaiia 30 happea ja hiilidioksidia tarvittaessa. Kennon toiminnan suuntaaminen kohti tailaista teoreettista toimintaa voidaan aikaansaada kayttaen keksinnOn mukaista kennoa, koska kennon anodipuolta voidaan kayttaa korkeammalla paineella kuin katodipuolta, jolloin paine aikaansaa toivotut olo-35 suhteet. KeksinnOn mukainen anodirakenne mahdollistaa my Os 9 92445 sis&isen kennon kierrattamisen anodin reaktiokaasukammios-ta katodin hapetinkanunioon tuloksena olevan veden ja hii-lidioksidin t&ydellisemmån siirtymisen aikaansaamiseksi.
Kuviossa 2 on esitetty esilia olevan kekslnnOn mu-5 kalsen kaksikammiolsen anodin suoritusmuoto sulan karbo-naatln polttoalnekennon kennoyksikdssS. Kennoyksikkti 10 on esitetty ja siina nahdaan katodl 11, sula karbonaatti-elektrolyytti 13 ja kaksikammioinen anodl 14. Katodl 11 kåsittaa huokoisen metallioksldikatodin 11, jossa on aal-10 lotettu kollektori 16, joka muodostaa katodin hapetinkam-miot 20 puolelle, joka on elektrolyytille 13 vastakkainen. Anodl 14 kasittaa elektrolyytille huokoisen sintratun me-tallisen levyrakenteen 14a, jossa on rivat 14b, jotka ul-konevat tasta, vetyioneille ei-huokoisen ja molekyyliselle 15 vedylle ja elektrolyytille huokoisen metallikalvon 15, jonka toinen pinta on kosketuksessa ripojen 14b paiden 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 maarittaa vaiilleen polttoainekammiot 21. Kuvion 2 kennoyksikOn muoto on erityisen sopiva pinottuja kennoja vårten, joissa kollektori 16 rnybs toimii kennon erottimena ja sisaisena sahkOjohtimena elektronien johta-miseksi anodilta katodille.
. 25 Keksinnbn mukainen kaksikammioinen anodi voidaan • i valmistaa huokoisesta metallisesta anodirakenteesta 14, joka kasittaa huokoista metallista sintrattua ainetta olevan littean levyosan 14a, joka aikaansaa suuren pinta-alan ja ulkonevat rivat 14b. Sopivat metalliset elektrodiraken-30 teet on esitetty julkaisussa US-4 247 604. Yleisesti huo-koiset metallianodit ovat periaatteessa nikkelia, rautaa tai kobolttia, joihin on lisatty stabiloivia aineita. Mita tahansa sopivaa huokoista, stabiilia ja katalyyttista ainetta anodireaktiota vårten voidaan kayttaa keksinnOn mu-35 kaisen anodin huokoista osaa vårten. Vaikkakin on esitet- 10 92445 ty, etta ulkonevat rivat 14b ovat samaa rakennetta kuin huokoinen metallinen littea levyanodin osa 14a, ei ole vaittamatonta, etta nama rivat ovat huokoista rakennetta. Rivat voivat olla ei-huokoista metallista ainetta yhdis-5 tettyna elektrolyytille huokoiseen sintrattuun metallile-vyrakenteeseen 14a. Maaritteelia "ripa" tarkoitetaan mita tahansa ulkonemaa huokoisesta litteasta levyanodiosasta 14a, joka yhdessa kiintean metallifolion 15 kanssa muodos-taa anodin reaktiokaasukammiot 22, jotka sijaitsevat huo-10 koisen metallisen levyrakenteen 14a pinnan vieressa vasta-paata elektrolyyttia 13. Vetyioneille huokoinen kiintea metallikalvo voi olla mita tahansa metallia, joka ei vai-kuta anodireaktioihin ja aikaansaa riittavan vetyionidif-fuusion kalvon lapi. 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 naiden lejeeringit, erityisesti palladium, kupari, nikkeli ja palladiumhopea-lejeeringit. Kuparin, nikkelin ja naiden seosten kalvot 20 ovat erityisen suositeltavia johtuen naiden suuresta sah-kdnjohtavuudesta, suuresta mekaanisesta stabiliteetista ja edullisesta hinnasta. Kalvot ovat edullisesti paksuudel-taan noin 2,5 pm - noin 25 pm, jonka alarajan rajoittaa vaatimus, etta aikaansaadaan rei’ista vapaa kalvo. Edulli-25 sesti kalvot ovat ohuempia kuin 13 pm. Voidaan kayttaa • < mekaanista tukea, kuten inerttia huokoista kantajaa, joka on rei'itettya metallia, laajennettua metallia tai johta-vaa huokoista keraamista ainetta, mahdollistamaan ohuem-pien kalvojen kaytOn suuremman vetydiffuusion aikaansaami-30 seksi kiintean metallikalvon lapi. On todettu, etta kiin-teat metallikalvot aikaansaavat riittavan vetyionidiffuusion kestamaan virtatiheyksia, jotka ylittavat noin 160 mA/cm2. Kol lektor i levy 16 voi olla muodoltaan patentti-julkaisussa US-4 579 788 esitetynlainen ja kaytettaessa 35 pinotuissa kennoissa se voi myOs toimia bimetallisena ero- •
II
11 92445 tinlevyna, kuten on selostettu mainitussa patentissa. Ter-milia "aallotettu" metalllnen kollektori tarkoitetaan mita tahansa muotoa, jossa on harjanteet, jotka ulottuvat ta-valla, joka alkaansaa sahkdkosketuksen kilnteaan kalvoon 5 15 ja/tal huokolseen anodirakenteeseen 14 ja yhdessa klin tean kalvon 15 kanssa muodostaa polttoainekammiot 21.
Sula karbonaattielektrolyytti 13 vol olla mita tahansa sopivaa sulaa karbonaattielektrolyyttia, jota kayte-taan polttoainekennoissa, kuten litiumin, kaliumin ja nat-10 riumin alkalimetallikarbonaatit ja naiden kaksiarvoiset tal kolmiarvoiset karbonaatit, kuten on esitetty patentti-julkaisussa US-4 079 171. Elektrolyytti vol olla vahvis-tettu tunnetulla tavalla. Katodirakenne 12 sisaitaa alalla tunnetut soveltuvat huokolset metallioksidikatodit 11, 15 yleensa nikkelin, litiumin, raudan ja litiummangnaatin, sulan karbonaattielektrolyytin 13 ja hapetinkammion 20 vaiissa, jonka maarittaa huokoinen metallioksidikatodi 11 ja kollektori 16.
Keksinndn mukaisessa kaksikammioisen sulan karbo-20 naatin polttoainekennon anodin eråassS suoritusmuodossa sisaityy hiilivetya reformoivaa katalyyttia polttoainekam-mioihin 21 polttokennon sisalla olevan hiilivetypolttoai-neen reformoimiseksi. Sisainen hdyryreformointi voidaan edullisesti suorittaa paikalla anodin polttoainekammioissa 25 21 sovittamalla kantajakatalyytteja kammioihin, kuten ker- • · rostamalla kollektorisein&mien sisåpinta. KeksinnOn mukai-sen anodin reformoiva katalyytti erotetaan sulasta karbo-naattielektrolyytista kiinteSHS metallikalvolla 15 ja taten ei reformoivan katalyytin karbonaattimyrkytys ole 30 mikaan ongelma. Voidaan kayttaa tavanomaisia reformoivia katalyytteja, kuten kantajanikkelia, ellei siihen ole hai-tallisesti vaikuttanut kontaminoitu polttokaasu. Samalla tavalla polttokaasu, joka syOtetaan polttoainekammioihin 21 erotetaan karbonaattielektrolyytista, joka estaa elekt-35 rolyytin saastumisen sulfideilla ja klorideilla, jotka 12 92445 saattavat joutua polttoainevirtaukseen. Tåten tailaisten saasteiden pitoisuuden maaran polttokaasussa rajoittaa ainoastaan kSytetyn reformoivan katalyytin myrkytys. Jotta voitaisiin kayttaa suoraan luonnollista kaasua ja luonnos-5 sa eslintyvien orgaanisten hiilipitoisten aineiden kaa- suuntumistuotteita, voidaan kayttaa reformoivia katalyyt-teja, jotka kestavat rikkia. KeksinnOn mukainen kaksikam-mioinen sulan karbonaatin polttoainekennoanodi vol kayttaa keskinkertaisen energlan omaavaa polttoainetta, joka saa-10 daan luonnossa esiintyvista orgaanisista hiilipitoisista ainelsta pitkia toiminta-aikoja jolloin kaasun sulfidi- ja kloridikontaminoinnin puhdlstus kaasusta rajoittuu ainoastaan reformoivan katalyytin toleranssiin kaytettaessa si-sSista reformointia.
15 Kuten esitetSSn kuviossa 2, kaytettSessS keksinnOn mukaista kaksikammioista anodia on kaytannOllista siirtaa hiilidioksidi ja vesi, joka jaa yli anodin reaktiokaasu-kammioista 22 yksinkertaisesti poistamalla kaasu naiden kammioiden avoimista paista katodin hapetinkammioon 20, 20 kuten on esitetty sisSiselia putkella 25. Koska kiintea kalvo 15 toimii kaasusulkuna, voidaan anodikammioihin koh-distaa suurempi paine kuin katodin hapetinkammioihin polt-tokaasujen ja hapetinkaasujen siirtymisen våhentSmiseksi.
Esitetyn tyyppisessa kaytannfin toimivassa kennossa, 25 jossa kaytetaan ilmaa hapettimena ja epapuhdasta vetya * < polttoaineena on toivottavaa, etta seka polttokanunion etta hapetinkammion poistokaasut poistavat kaasut, jotka eivat ole reagoineet.
Vaikka ylia on selostettu keksinnOn edullista suo-30 ritusmuotoa viitaten tiettyyn suoritusmuotoon esimerkin muodossa, on ilmeista alan ammattimiehille, etta keksintoa voidaan soveltaa moniin muihin suoritusmuotoihin ja etta tiettyja yksityiskohtia voidaan muuttaa huomattavastl poikkeamatta keksinnOn puitteista.
II

Claims (11)

13 *244 5
1. Kaksikammioinen anodirakenne, jota kaytetaan sulan karbonaatln polttokennoissa, tunnettu siita, 5 etta anodl kasittaa: elektrolyytille huokolsen metallisen levyrakenteen (14; 14a), jonka toinen pinta on sovitettu kosketukseen elektrolyytin (13) kanssa ja vastakkaisella puolella on useita ripoja (14b), jotka ulkonevat tasta; vetyioneille huokoisen ja molekylaariselle vedylle seka 10 elektrolyytille ei-huokoisen metallikalvon (15), jonka toi-nen pinta on kosketuksessa ripojen (14b) paiden kanssa, joka vastakkainen pinta ja huokoisen metallisen levyrakenteen (14; 14a) rivat (14b) ja metallikalvon (15) toinen pinta maarittavat 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 siita, etta metallikalvo (15) on noin 2,5 pm - 25 pm paksu.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen 25 anodirakenne, tunnettu siita, etta metallikalvo (15) on ohuempi kuin 13 pm.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siita, etta metallikalvo (15) valitaan ryhmasta, joka muodostuu kuparista, nikke- 30 lista seka naiden seoksista.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siita, etta pidetaan hiili-vetya reformoivaa katalyyttia anodin polttokaasukammiossa (21).
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siita, etta anodin reaktio- 14 92445 kaasukammio (22) lisaksi kasittaa johdinelimet (25), jotka on yhteydessa katodin hapetinkammion (20) kanssa.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siita, ettå aallotetun me- 5 tallisen kollektorin (16) huiput ovat kosketuksessa metal-likalvon (15) kanssa vastapaata ripojen (14b) pMita, jotka ovat kosketuksessa metallikalvon (15) kanssa.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaksikammioinen anodirakenne, tunnettu siita, etta useita anodin 10 reaktiokaasukammioita (22) ja anodin polttokaasukammioita (21) on sovitettu vierekkain.
9. Menetelma sulan karbonaattielektrolyytin poltto-kennon toimintaa vårten, tunnettu siita, etta sovi tetaan vetya sisaitavaa polttoainetta polttoainekammioon 15 (21), joka polttoainekammio (21) on erotettu anodin reak- tiokaasukammiosta (22) vetyioneille huokoisella ja moleky-laariselle vedylle seka elektrolyytille ei-huokoisella me-tallikalvolla (15); dissosioidaan vety ioniseksi vedyksi; viedaan ioninen vety metallikalvon (15) lapi anodin reak-20 tiokaasukammioon (22), joka sisaitaa huokoisen metallisen anodirakenteen (14) sulan karbonaattielektrolyytin (13) vieressa; saatetaan huokoisessa anodirakenteessa (14) ioninen vety reagoimaan karbonaatti-ionien kanssa, jolloin saadaan vetta, hiilidioksidia seka elektroneja; viedaan 25 tuotettu vesi, hiilidioksidi ja kaksi elektronia huokoi-? seen metalliseen katodirakenteeseen (11) sulan karbonaat tielektrolyytin (13) vastakkaisella puolella; sytttetaan happea hapetinkammioon (20), joka kasittaa huokoisen kato-dirakenteen (11); saatetaan huokoisessa katodirakenteessa 30 (11) hiilidoksidi, happi ja elektronit reagoimaan siten, etta saadaan karbonaatti-ioneja, jotka kulkevat katodille (11); ja poistetaan vesi hapetinkammiosta (20).
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta se lisaksi kasittaa lisaas- 35 keleen, jossa katalyyttisesti reformoidaan ainakin osa polttoaineeseen sisaityvasta hiilivedysta vedyksi hiili- II 15 92445 vedyn reformointikatalyytin ollessa låsna polttoainekam-miossa (21).
11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmS, tunnettu siité, etta hiilidioksidi viedaan johdin-5 elimien (25) kautta anodln reaktiokaasukammiosta (22) ha-petinkanunloon (20). 16 92445
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 FI92445B (fi) 1994-07-29
FI92445C true 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
FI92445B (fi) 1994-07-29
DE3776227D1 (de) 1992-03-05
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
FI92445C (fi) Kaksikammioinen anodirakenne ja menetelmä sen käyttämiseksi
Kinoshita Electrochemical oxygen technology
US4039409A (en) Method for gas generation utilizing platinum metal electrocatalyst containing 5 to 60% ruthenium
US5958616A (en) Membrane and electrode structure for methanol fuel cell
US8110314B2 (en) Means of stabilizing electrolyte in a direct carbon-air fuel cell based on a molten metal hydroxide electrolyte
US5069988A (en) Metal and metal oxide catalyzed electrodes for electrochemical cells, and methods of making same
US20080063909A1 (en) Mixed reactant fuel cells
US20070243442A1 (en) Fuel Cell
KR20000058668A (ko) 연료전지용 탄소 지지체에 직접 촉매를 코팅하는 방법 및그 방법에 의하여 제조된 전극
US6896792B2 (en) Method and device for improved catalytic activity in the purification of fluids
WO2008128341A1 (en) Direct fuel redox fuel cells
US6444337B1 (en) Fuel cell with low cathodic polarization and high power density
Thomassen et al. H 2/Cl 2 fuel cell for co-generation of electricity and HCl
US5217821A (en) High current acid fuel cell electrodes
JP4576856B2 (ja) 燃料電池システム
US4755376A (en) Process for operating a dual compartment anode structure
US3375140A (en) Fuel cell with hydrogen purification means and process of using same
JP2003510767A (ja) 内部改質器を有する燃料電池及びその作動方法
US4478696A (en) Ionizable reducing and oxidizing gaseous supply means and process for catalytic barriers and electrodes
JPH0622144B2 (ja) 燃料電池
JPH10208757A (ja) 燃料電池発電装置
US3669750A (en) Fuel cell system
JPS6247968A (ja) 内部改質を行う溶融炭酸塩型燃料電池
JPH08138697A (ja) 燃料電池
EP4442861A1 (en) Electrode structure and water electrolyzer

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