JP2554664B2 - 二室アノ−ド構造体 - Google Patents

二室アノ−ド構造体

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は熔融炭酸塩燃料電池中で用いるための二室ア
ノード構造体に関する。本発明のアノードは熔融炭酸塩
電解質を汚染燃料ガスから隔離し、かつ内部リホーミン
グ触媒を熔融炭酸塩電解質から隔離する。
従来技法の記述 熔融炭酸塩燃料電池は一般的にはカソードおよび集電
体をもつアノード並びに両電極を接触させる電解質タイ
ルから成る。燃料電池運転条件下においては、約500℃
から約700℃の範囲において、電解質タイル全体、炭酸
塩および不活性支持物質、は液体炭酸塩と固体不活性支
持体で以て二相構造体を形成する。このタイプの電解質
隔膜は「マトリックス・タイプ」または「ペースト電解
質」として知られている。電解質は、アノード側での燃
料およびカソード側でのオキシダント（oxidant）と同
様、電極と直接接触している。従来技術の熔融炭酸塩燃
料電池アノードは一般的には多孔性の焼結金属質構造体
であり、熔融炭酸塩電解質がその細孔の中に片側から入
り、燃料が細孔の中に他方の側に隣接燃料室から入る。
燃料電池の性能低下は、石炭のような天然産の有機炭素
質物質のガス化から得られるような不純な燃料ガスの中
に存在し得る硫化物および塩化物による電解質の汚染に
よって引き起こされることが知られている。例えば、ロ
バート・ジェー・レミック（Robert J.Remick）による
「熔融炭酸塩燃料電池」（Final Report,U.S.Departmen
t of Energy Contract DC−AC21−83 MC20212;DOM/MC/2
0212−2039（DE86010431）、1986年５月）を見られた
い。燃料としてガス化生成物を用いるときには、その生
成物を改質して、燃料電池内での内部改質によって燃料
の水素含量を増強させることが望ましい。しかし、慣用
のリホーミング触媒は活性部位が炭酸塩のフィルムによ
って蔽われることに基いて熔融炭酸塩電解質によって被
毒されることが知られている。例えば、ミカエル・タル
ジャニイ（Michael Tarjanyi）、ローレンス・パエチュ
（Lawrence Paetsch）、ランドルフ・ベルナード（Rand
olph Bernard）、ホセイン・ゲーツエル−アヤハ（Hoss
ein Ghezel−Ayagh）の「直接燃料電池用内部リホーミ
ング触媒の開発」（1985Fuel Cell Seminar、タクソン
（Tucson）アリゾナ州（Arizona）、1985年５月19日−2
2日、177−181頁）を見られたい。熔融炭酸塩燃料電池
の長期耐久性低下を引き起こす更に他の既知の問題に
は、多孔性アノード構造体の変形、熔融炭酸塩電解質に
よる集電体、隔離板、などのようなアノード側部材の腐
触、並びにそれによる電解質の損失、多孔質アノードを
通るガスの交錯、および、アナードおよびカソードの溶
解による電解質の損失がある。これらの問題の一つまた
はそれ以上の解決して長期にわたる燃料電池の安定性と
耐久性を提供しようとする多くの試みがなされてきた。
米国特許第3,592,941号は熔融炭酸塩電解質によって
貴金属膜アノードから分離された多孔性カソードをもつ
熔融炭酸塩電解質燃料電池を教示している。その貴金属
膜アノードは水素に対してのみ滲透性であり、アノード
燃料室を電解質から分離している。この米国特許は１個
だけのアノード室と金属質膜アノード構造だけとを教示
している。米国特許第4,404,267号は熔融炭酸塩燃料電
池用のアノード複合体を教示していて、その複合体にお
いては、銅めっきセラミック粒子が多孔性アノードの面
に張り付けられて電解質タイルに隣接するバブル圧障壁
（bubble pressure barrier）を形成し、その細孔はア
ノードの細孔よりもかなり小さい寸法であり、かつ電解
質で以て満たされる寸法である。米国特許第4,448,857
号はカソード複合体に適する類似多孔質構造を教示して
いる。米国特許第4,507,262号は多孔質アノードの面に
固着させた多孔性の焼結した銅打抜板を教示しており、
その場合細孔は有機金属質前駆物質を使用することによ
り金属酸化物で以て充満されて、バブル圧障壁を提供す
るようになっている。米国特許第3,508,969号は多孔質
燃料電極上に金属箔面をもちセル運転温度へ加熱中にそ
の電極との電解質の接触を妨げ、そのセル運転温度にお
いてその金属箔が消耗する化学電池を教示している。米
国特許第2,901,524号はアノード反応生成物を燃料電池
外部のカソード取込流へ移すことを教示している。
発明の要約 本発明の一つの目的は、燃料電池運転の長期の耐久性
および安定性を与える。熔融炭酸塩燃料電池で使用する
ための二室アノード構造体を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、天然産の有機炭素質物質
のガス化から得られるような硫化物および塩化物汚染燃
料の使用を可能にする。熔融炭酸塩燃料電池で使用する
ための二室アノード構造体を提供することである。
本発明のさらにもう一つの目的は、炭酸塩電解質によ
る触媒の被毒をおこすことなくリホーミング触媒を内部
的に使用することができる。熔融炭酸塩燃料電池用のア
ノード構造体を提供することである。
本発明のもう一つの目的はアノード構造体の変形を減
らす、熔融炭酸塩燃料電池で使用するためのアノード構
造体を提供することである。
本発明の更にもう一つの目的は、金属集電体およびセ
ルハウジング構造体のようなアノード部材の腐触を減ら
す、熔融炭酸塩燃料電池で使用するためのアノード構造
体を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、アノード反応生成物がセ
ル内のカソードオキシダント室の取入口へ送られる、熔
融炭酸塩燃料電池の中で使用するためのアノード構造体
を提供することである。
本発明の更にもう一つの目的は、電解質の損失を減ら
し、それに付随したカソードの溶解が減少した、熔融炭
酸塩燃料電池で用いるためのアノード構造体を提供する
ことである。
本発明による熔融炭酸塩燃料電池で使用するための二
室アノード構造体は、電解質と接触するよう適合させた
片面と張り出したリブをもつ反対面とをもつ、電解質滲
透性（porous）の焼結金属板構造体をもっている。イオ
ン性水素滲透性でかつ分子状水素および電解質は非滲透
性である金属箔はその多孔性焼結金属板構造体から張り
出したリブの端と接触する片面をもち、従って、焼結金
属板構造体の反対面およびリブと金属箔の片面とがアノ
ード反応ガス室を画定するようになる。波型金属集電体
はその波型の山において、金属箔の反対面と接触する片
面をもち、波型金属集電体の片面と金属箔反対面とがア
ノード燃料ガス室を画定する。このように、このアノー
ド構造体はイオン性水素滲透性金属箔によって燃料室か
ら分離された反応ガス室をもつ。この構造を使用する場
合、水素燃料が電気化学反応にとってあるいは炭酸塩電
解質にとって有害である物質で以て汚染されているとき
に、それらの物質はイオン性水素滲透性金属箔によって
分離された関係に保たれる。このことは、天然ガスまた
は石炭のような天然産有機炭素質物質のガス化によって
得られ、硫化物および塩化物のような有害物質をさらに
含む燃料のような水素含有燃料の直接的使用を可能とす
る。本発明によるアノードの構造は、その種の燃料の内
部的改質を実施可能とするものであり、それはリホーミ
ング触媒が燃料ガス室中に置かれ、かつ熔融炭酸塩電解
質から分離された関係で維持され、それによって熔融炭
酸塩電解質によるリホーミング触媒の被毒が防止される
からである。
本発明の二室アノード構造はまた、集電体およびセル
ハウジングのようなアノード側部材の熔融炭酸塩電解質
による触媒を妨げ、それによってアノード側部材の腐触
を実質的に減少させる。アノード側部材の腐触のこの減
少または防止はさらに、炭酸塩損失の機構としての、ア
ノードおよび腐触領域を通じての蒸発を軽減または除去
することによって、電解質の管理を改善する。本発明の
二室アノード構造溶融炭酸塩燃料電池アノードは、電解
質を通じてのカソードへの通過およびアノード反応ガス
室からカソードオキシダント室への通過の両方によっ
て、カソード領域においてより高い二酸化炭素濃度を与
え、それがカソードの溶解並びに電解質の蒸発を軽減す
る。本発明の二室アノード構造溶融炭酸塩燃料電池アノ
ードにおいては、非滲透性金属箔はガス交錯に対する障
壁として役立ち、セルを横切る実質的圧力差で以て燃料
電池を運転することを可能にする。
本発明の二室アノードは溶融炭酸塩電解質電池の慣用
的運転方法を変える。本発明の燃料電池の方法において
は、水素含有燃料はアノード燃料室に供給され、そのア
ノード燃料室はイオン性水素滲透性で分子状水素および
電解質が非滲透性である金属箔によってアノード反応ガ
ス室から分離されている。分子状水素はアノード燃料ガ
ス室中の金属箔上でイオン性水素へ解離される。イオン
性水素は金属箔を通して、上記熔融炭酸塩電解質に隣接
する多孔質金属アノード構造体から成るアノード反応ガ
ス室へ送られる。この多孔質金属アノード構造体の中
で、イオン性水素は炭酸塩イオンと反応せしめられて
水、二酸化炭素、および電子を生成する。生成した水、
二酸化炭素および２個の電子は熔融炭酸塩電解質の二つ
の側のうち、多孔質アノード構造体に接する側とは反対
の側に位置する多孔質金属カソード構造体へと移行す
る。酸素は電解質を滲透させうる多孔質金属カソード構
造体から成るカソードオキシダント室に供給される。そ
の多孔質金属カソード構造体の中で、二酸化炭素、酸素
および電子が反応せしめられて炭酸塩イオンを生成し、
水が上記カソードオキシダント室から除去される。
本発明の上記の、およびその他の目的、および利点
は、好ましい態様に関する記述を読み図面を参照するこ
とによって明らかになる。
好ましい態様に関する記述 慣用の熔融炭酸塩燃料電池アノードにおいては、通常
はニッケルまたはニッケル−クロム合金から成る多孔質
金属アノードは熔融炭酸塩電解質マトリックスと接触す
る片面と燃料ガス流に露出される他面とをもっている。
この慣用アノードの細孔は液状電解質で以て部分的に充
満され、電気化学的反応は固体（アノード金属）−液体
（炭酸塩電解質）−ガス（水素燃料）の三相界面の部位
においておこる慣用燃料電池アノードにおけるアノード
反応の二酸化炭素および水の生成物はその三相反応部位
から燃料ガス室の中へ拡散して戻る。
炭酸イオンは、燃料電池のカソード側から電解質中の
イオン輸送によって、アノード反応部位に供給される。
該カソードでは、酸素と二酸化炭素との電気化学的反応
によって炭酸塩イオンが生成する。
必要とされる二酸化炭素を供給するには、慣用の燃料
電池においては、アノード排気装置を出る燃料廃ガスか
ら二酸化炭素を回収し、その回収二酸化炭素をカソード
オキシダント室へ供給することがと必要である。
本発明の二室アノード構造体は上述のとおりの慣用の
電気化学系からアノードの電気化学的反応機構を変える
ものである。きわめて模型的な図１を参照して説明する
と、図示の二室アノード構造体はイオン性水素滲透性で
分子状水素および電解質は非滲透性である金属箔15によ
ってアノード反応ガス室22から分離されたアノード燃料
ガス室21から成り、そのアノード反応ガス室22は電解質
13から電解質滲透性の焼結金属板構造体14によって分離
されている。アノード燃料ガス室21においては、分子状
水素燃料はイオン性水素滲透性金属箔15上に吸着しそし
てそこで解離してイオン性水素を形成し、これはイオン
性水素滲透性金属箔15を通してアノード反応ガス室22へ
拡散する。アノード電気化学的反応は電解質滲透性焼結
金属板構造体14中の三相部位においておこり、その場合
イオン性水素は炭酸塩イオンと反応して２個の電子を放
出しながら水と二酸化炭素を形成する。生成した水蒸気
及び二酸化炭素は、水素イオン滲透性金属箔15を通過す
ることができず、アノード反応ガス室22へ移行するか、
または電解室13通してカソード電気化学的反応を支持す
るためカソードへ拡散する。
従って、形成された水蒸気および二酸化炭素が燃料ガ
スと混合することは完全に排除され、その二酸化炭素は
電解質を通る拡散によるか、あるいはアノード反応ガス
質22からの直接的移行によるかのいずれかによって、カ
ソード電気化学的反応に利用される。
理論的には、本発明によるアノードをもつ溶融炭酸塩
燃料電池はガス類として水素および酸素のみが供給され
て運転され、水と発生電気のみが電池から生成物として
取出される。アノード燃料ガス室には純粋な水素が供給
され、それが解離し、イオン性水素滲透性金属箔を通っ
て拡散し、炭酸塩イオンと反応して水蒸気とCO2を生成
する。その水蒸気とCO2は多孔質電解室マトリックスを
通してカソードへ拡散し、そのでCO2がカソード電気化
学によって発生される酸化物イオンと反応して炭酸塩イ
オンを再形成し、生成水蒸気はカソード構造体を通して
カソードオキシダント室20の中へ拡散する。カソードオ
キシダント室には酸素と必要な二酸化炭素だけを供給し
てカソードにおける二酸化炭素濃度を最小のカソード分
極水準に維持する必要があり、カソード電気化学用の二
酸化炭素は電解質マトリックスを横切ってアノードから
拡散によって供給される。アノード反応において生成さ
れる水蒸気はカソード構造体を通してカソードオキシダ
ント室へ拡散するが、この場合水蒸気をカソードオキシ
ダント室から除去して蓄積を防ぐことだけが必要であ
る。これはカソードオキシダント室の排気をカソード熱
交換器へ経て循環して水を凝縮排出し、ガスをカソード
オキシダント室へ再循環することによって容易に達成す
ることができる。ただし、酸素と二酸化炭素は必要に応
じて添加される。上記のような理論的機能に近い電池操
作は本発明の電池を使って達成することができる。と言
うのは電池のアノード側をカソード側より高い圧力で運
転し、それによって所望条件を圧力駆動することができ
るからである。また、本発明のアノード構造は生成水と
二酸化炭素とをより完全に移すためにアノードの反応ガ
ス室からカソードのオキシダント室への電池内部循環を
可能にする。
図２は溶融炭酸塩燃料電池のセルユニットにおける本
発明の二室アノードの一つの態様を断面で示すものであ
る。セルユニット10はカソード11、溶融炭酸塩電解質13
および二室アノード17で以て示される。カソード11は、
電解室13と向かい合う側においてカソードオキシダント
室20を形成する波型集電体16をもつ多孔質金属酸化物か
ら成る。アノード構造体14は、張り出したリブ14bをも
つ電解質滲透性の焼結金属板構造体14aからなり、イオ
ン性水素滲透性であり、分子状水素および電解質が非滲
透性である金属箔15の片面がリブ14bの端と接触してア
ノード反応ガス室22を形成している。またイオン性水素
滲透性で分子状水素および電解質が非滲透性である金属
箔15と一方の面の波型頂部とを接触させて金属箔との間
にアノード燃料室21を画定する波型金属質集電体16が備
えられている。図２に示されるようなセルユニットの形
態は積重ねセルに特に適当であり、その場合集電体16は
セル隔壁およびアノードからカソードへの電子の伝導の
ための内部電気導体、としての役割をもつ。
本発明の二室アノードは高表面積を与える多孔質金属
焼結物質の平板部分14aと張出しリブ14bとから成る電解
質滲透性焼結金属板構造体14から製作することができ
る。適当である多孔質金属電極構造体として米国特許第
4,24,604号およびそこに引用された文型に記載されてい
るようなものがある。一般的には、それらの多孔質金属
アノードは安定剤が添加されているニッケル、鉄、また
はコバルトが主である。アノード反応にとって適切に多
孔質であり、安定で触媒作用のある物質はどれでも本発
明のアノードの多孔質部分として用いられる。張出しリ
ブ14bは多孔質金属平板アノード部分14aと同じ組織であ
るように示されているが、これらのリブは多孔質組織で
あることは必要ではない。リブは電解質滲透性の焼結金
属平板構造体14aとの複合体の形を取った非多孔質金属
物質であってよい。用語「リブ」とは、多孔質平板アノ
ード部分14aからのいかなる張り出し部であってもよい
ことを意味するが、それは、金属箔15との組合せで、電
解質13と向き合う多孔性金属アノード構造体14aの面に
隣接してアノード反応ガス室22を形成する。イオン性水
素滲透性金属箔15は、アノード反応を妨害せずかつその
箔を通して十分なイオン性水素拡散を与える金属であれ
ばどれであってもよい。適当である金属としてはパラジ
ウム、ニッケル、コバルト、鉄、ルテニウム、ロジウ
ム、オスミウム、イリジウム、白金、チタン、ジルコニ
ウム、ハーフニウム、バナジウム、ニオブ、タルタル、
銅、銀および金、およびそれらの合金が挙げられ、特
に、パラジウム、銅、ニッケルおよびそれらの混合物の
膜箔はそれらの高電気伝導度、高い機械的安定性、およ
び低コストの故に特に好ましい。箔の適当な厚さは約0.
0001から約0.001インチ（約2.5〜25.4μｍ）であり、そ
の下限は孔のない箔を提供するという要件によって制限
される。好ましくは、箔は0.0005インチ（12.7μｍ）よ
り薄い、孔開き金属、エキスパンデット金属、あるいは
導電性多孔質セラミックの不活性な多孔質支持体のよう
な機械的支持体を使用して、一層薄い箔にその固体金属
箔を通るイオン性水素拡散をより大きくさせることもで
きる。固体金属箔は約160mA/cm2をこえる電流密度を持
続する十分なイオン性水素拡散を与えることが見出され
た。集電板16は米国特許第4,579,788号に記載のように
形成することができ、またそれは積重ねセルでの使用に
は、その特許に記載されているようなパイメタル隔離板
としても役立つ。「波型」金属集電体という用語は、金
属箔15および／または電解質滲透性の金属板構造体14と
電気的に接触し、かつ金属箔15と一緒にアノード燃料ガ
ス室21を形成するように張出した隆起部をもつ任意の形
状を意味する。
熔融炭酸塩電解質13は米国特許第4,079,171号に記載
されているような、リチウム、カリウムおよびナトリウ
ムのアルカリ金属炭酸塩およびそれらの二成分または三
成分炭酸塩、のような、燃料電池での使用に適する熔融
炭酸塩電解質であればどれであってもよい。電解質は当
業界で知られるとおりに補強することができる。カソー
ド構造体12は、当業界で知られているとおりの、通常は
ニッケル、リチウムフェライトおよびリチウムマンガネ
ートである。いずれかの適切に多孔質の金属酸化物カソ
ード構造体11を、多孔質金属酸化物カソード11及び集電
体16とによって画定されるカソードオキシダント室20と
熔融炭酸塩電解液13との間に含む。
本発明の二室熔融炭酸塩燃料電池アノードの一態様に
おいては、炭化水素リホーミング触媒がアノード燃料ガ
ス室21内に含まれていて燃料電池の内部で炭化水素燃料
を改質するようになっている。燃料電池の内部でのスチ
ームリホーミングは有利には、アノード燃料室21におい
てその場で、担持触媒をその室中に、例えば集電体壁内
側に沈着させる等の方法で置くことによって達成するこ
とができる。本発明のアノード中のリホーミング触媒は
熔融炭酸塩電解質から金属箔15によって隔離され、従っ
てリホーミング触媒の炭酸塩被毒は問題ではない。担持
ニッケルのような慣用的リホーミング触媒が、汚染燃料
ガスによって悪影響を受けないかぎり使用することがで
きる。同様に、アノード燃料ガス室21へ供給される燃料
ガスは炭酸塩電解質から隔離されて、燃料流によって導
入されるかもしれない硫化物および塩化物による電解質
汚染を妨げる。従って、燃料ガス中のこのような汚染物
濃度の程度は、リホーミング触媒が使用されるときに
は、その被毒によってのみ制限される。天然ガス、およ
び天然産有機炭素質物質のガス化生成物の直接使用を可
能にするためには、耐硫黄性であるリホーミング触媒を
使用することができる。本発明の二室熔融炭酸塩燃料電
池アノードの場合、長時間の運転期間にわたって、天然
産有機炭素質物質から誘導される中程度の燃焼熱量燃料
を使用することができ、ガスの硫化物および塩化物の汚
染物浄化は、内部リホーミングが採用されるときにリホ
ーミング触媒の許容度にまで制限されるだけである。
図２に示すとおり、本発明の二室アノードを利用する
際には、アノード反応ガス室22から残留する二酸化炭素
と水をこれらの室の解放端において単純分岐させること
によって、内部分岐25によって示されるとおりに、カソ
ードオキシダント室20へ送るのが実際的である。固体金
属箔15がガス遮断体として使用するので、アノード室は
カソードオキシダント室より高い圧力で操作して燃料ガ
スとオキシダントガスの交錯を減らすことができる。
空気をオキシダントとして用い不純水素を燃料として
用いる上記タイプの電池の実際の運転においては、未反
応ガスを運び去るためにアノード燃料ガス室およびカソ
ードオキシダント室の両方からの排気が望ましい。
以上、明細書において本発明をそのいくつかの好まし
い態様について記述し、多くの細部を解説の目的で述べ
てきたが、当業者であれば、本発明は更に他の態様も可
能であり、またここに記述した細部のあるものは本発明
の基本原理からはずれない限りかなりの程度に変更可能
であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の二室アノードを利用する燃料電池におけ
る電気化学的反応を模式的に示す図であり、そして図２
は本発明による二室アノード構造体の一つの態様を利用
する燃料電池ユニットの模式的断面図である。 10……セルユニット、11……電解質滲透性の金属カソー
ド板構造体、13……電解質、14,14a……電解質滲透性金
属アノード板構造体、14b……リブ、15……金属箔、16
……波形集電体、17……二室アノード、20……カソード
オキシダント室、21……アノード燃料ガス室、22……ア
ノード反応ガス室、25……内部分岐。

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熔融炭酸塩燃料電池において使用するため
    の二室アノード構造体であって、 片面を電解質と接触するよう適合させ反対面がその面か
    ら張り出している複数個のリブをもつ電解質滲透性の金
    属板構造体；片面を上記リブの端と接触させたイオン性
    水素滲透性でかつ分子状水素および電解質は非滲透性で
    ある金属箔であって、上記滲透性金属板構造体の上記反
    対面とリブおよび上記金属箔の上記片面とがアノード反
    応ガス室を画定するようになっている上記金属箔；およ
    び複数個の山をもちかつそれらの山において上記金属箔
    の反対面と接触している片面をもつ波型金属集電体であ
    って、この波型金属集電体の上記片面と上記金属箔の上
    記反対面とがアノード燃料ガス室を画定するようになっ
    ている上記波型金属集電体； から成ることを特徴とする二室アノード構造体。
  2. 【請求項２】上記金属箔が約2.5〜25.4μｍ（約0.0001
    から約0.001インチ）の厚さである特許請求の範囲第１
    項に記載の二室アノード構造体。
  3. 【請求項３】上記金属箔約12.7μｍ（約0.0005インチ）
    より薄い特許請求の範囲第１項に記載の二室アノード構
    造体。
  4. 【請求項４】上記金属箔が銅、ニッケルおよびそれらの
    混合物より成る群から選ばれたものから成る特許請求の
    範囲第１項に記載の二室アノード構造体。
  5. 【請求項５】炭化水素リホーミング触媒が上記アノード
    燃料ガス室中に保持されている特許請求の範囲第１項に
    記載の二室アノード構造体。
  6. 【請求項６】上記のアノード反応ガス室がさらにカソー
    ドオキシダント室と連通する導管手段を含んでいる特許
    請求の範囲第１項に記載の二室アノード構造体。
  7. 【請求項７】上記波型金属集電体の上記の山が、上記金
    属箔と接している上記リブの端の向い合って上記金属箔
    と接触している特許請求の範囲第１項に記載の二室アノ
    ード構造体。
  8. 【請求項８】複数個の上記アノード反応ガス室および上
    記アノード燃料ガス室が各々並列関係にある特許請求の
    範囲第１項に記載の二室アノード構造体。
  9. 【請求項９】燃料室と協同するアノード、オキシダント
    室と協同するカソード、およびそれらの間のアルカリ金
    属炭酸塩電解質から成る熔融炭酸塩燃料電池において、 アノードが、電解質と接触するよう適合させた片面と自
    らの面から張り出した複数個のリブをもつ反対面とをも
    つ電解質滲透性の金属板構造体；片面を上記リブの端と
    接触させた、イオン性水素滲透性で分子状水素および電
    解質は非滲透性である金属箔であって、上記滲透性金属
    板構造体の上記反対面とリブおよび上記金属箔の上記片
    面とがアノード反応ガス室を画定するようになっている
    上記金属箔；および複数個の山をもち、かつそれらの山
    において上記金属箔の反対面と接する片面をもつ波型金
    属集電体であって、この波型金属集電体の上記片面と上
    記金属箔の上記反対面とがアノード燃料ガス室を画定す
    るようになっている上記波型金属集電体； から成ることを特徴とする上記熔融炭酸塩燃料電池。
  10. 【請求項１０】上記金属箔が約2.5〜25.4μｍ（約0.000
    1から約0.001インチ）の厚さである特許請求の範囲第９
    項に記載の熔融炭酸塩燃料電池。
  11. 【請求項１１】上記金属箔が約12.7μｍ（約0.0005イン
    チ）より薄い特許請求の範囲第９項に記載の溶融炭酸塩
    燃料電池。
  12. 【請求項１２】上記金属箔が銅、ニッケルおよびそれら
    の混合物から成る群から選ばれたものから成る特許請求
    の範囲第９項に記載の溶融炭酸塩燃料電池。
  13. 【請求項１３】炭化水素リホーミング触媒が上記アノー
    ド燃料ガス室に維持されている特許請求の範囲第９項に
    記載の熔融炭酸塩燃料電池。
  14. 【請求項１４】上記のアノード反応ガス室がさらにカソ
    ードオキシダント室と連通する導管手段を含んでいる特
    許請求の範囲第９項に記載の熔融炭酸塩燃料電池。
  15. 【請求項１５】上記波型金属集電体が上記金属箔と接す
    る上記リブの端と向い合って上記金属箔と接触している
    特許請求の範囲第９項に記載の熔融炭酸塩燃料電池。
  16. 【請求項１６】複数個の上記アノード反応ガス室および
    上記アノード燃料ガス室が各々並列関係にある特許請求
    の範囲第９項に記載の熔融炭酸塩燃料電池。
  17. 【請求項１７】複数個のセルユニットが相互の上に積み
    重ねられ、上記集電体がその反対面の山を上記電解質と
    向い合う上記カソードの面と接触して有し、上記集電体
    の反対面と上記カソードの上記面とが複数個の上記オキ
    シダント室を画定している特許請求の範囲第16項に記載
    の熔融炭酸塩燃料電池。
  18. 【請求項１８】熔融炭酸塩電解質燃料電池の運転方法で
    あって、 水素含有燃料をアノード燃料ガス室に供給し、このアノ
    ード燃料ガス室はイオン性水素滲透性で分子状水素およ
    び電解質は非滲透性である金属箔によってアノード反応
    ガス室と分離されており； 上記水素をイオン性水素に解離させ； このイオン性水素を上記金属箔を通じて、上記溶融炭酸
    塩電解質と隣接する電解質滲透性の金属アノード板構造
    体から成る上記アノード反応ガス室に送り； 上記電解質滲透性の金属アノード板構造体の中で上記イ
    オン性水素を炭酸塩イオンと反応させて水、二酸化炭素
    および電子を生成させ； この生成した水、二酸化炭素および２個の電子を上記熔
    融炭酸塩電解質の反対側の電解質滲透性の金属カソード
    板構造体に送り； 酸素を上記電解質滲透性の金属カソード板構造体から成
    るカソードオキシダント室に供給し； その電解質滲透性の金属カソード板構造体の中で上記の
    二酸化炭素、酸素および電子を反応させて上記カソード
    に送るために炭酸イオンを生成させ；そして、 水を上記カソードオキシダント室から除去する； ことを特徴とする上記運転方法。
  19. 【請求項１９】上記アノード燃料ガス室中に炭化水素リ
    ホーミング触媒を存在させて上記燃料中の炭化水素の少
    くとも一部を水素に触媒的に改質する工程を更に含む特
    許請求の範囲第18項に記載の方法。
  20. 【請求項２０】二酸化炭素を導管手段を通して上記アノ
    ード反応ガス室から上記カソードオキシダント室に送る
    特許請求の範囲第18項に記載の方法。
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