JP2658207B2 - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
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- JP2658207B2 JP2658207B2 JP63165620A JP16562088A JP2658207B2 JP 2658207 B2 JP2658207 B2 JP 2658207B2 JP 63165620 A JP63165620 A JP 63165620A JP 16562088 A JP16562088 A JP 16562088A JP 2658207 B2 JP2658207 B2 JP 2658207B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、改良された溶融炭酸塩型燃料電池に関す
るものである。
るものである。
図面は、例えば刊行物（三菱電機技報Vol.58・No.9・
1984.P51〜52）に示された一般的な溶融炭酸塩型燃料電
池の単電池を示す断面図である。（１）はNi電極でNi多
孔質板によるアノード、（２）はNiO電極でNiO多孔質板
によるカソード、（３）は例えばLiAlO2で形成された電
解質マトリクスである。電解質には通常溶融炭酸塩とし
て、62mol％Li2CO3−38mol％K2CO3の共融混合物を用い
ている。（４）（５）はそれぞれ燃料酸化剤ガスの出入
口のパイプであり、（６）（７）はそれぞれのガスの流
路、（８）（９）はセル枠である。
1984.P51〜52）に示された一般的な溶融炭酸塩型燃料電
池の単電池を示す断面図である。（１）はNi電極でNi多
孔質板によるアノード、（２）はNiO電極でNiO多孔質板
によるカソード、（３）は例えばLiAlO2で形成された電
解質マトリクスである。電解質には通常溶融炭酸塩とし
て、62mol％Li2CO3−38mol％K2CO3の共融混合物を用い
ている。（４）（５）はそれぞれ燃料酸化剤ガスの出入
口のパイプであり、（６）（７）はそれぞれのガスの流
路、（８）（９）はセル枠である。
次にこの種の溶融炭酸塩型燃料電池の動作について説
明する。燃料電池は、水素などの燃料ガスと、空気など
の酸化剤ガスのもつ化学エネルギーを電気化学的な反応
によつて、直接電気エネルギーに変換し、電力を得る装
置である。この電気化学反応を効率良く行わせるため
に、一般的には、多孔質な電極が用いられる。アノード
およびカソードにおける反応は次の通りである。
明する。燃料電池は、水素などの燃料ガスと、空気など
の酸化剤ガスのもつ化学エネルギーを電気化学的な反応
によつて、直接電気エネルギーに変換し、電力を得る装
置である。この電気化学反応を効率良く行わせるため
に、一般的には、多孔質な電極が用いられる。アノード
およびカソードにおける反応は次の通りである。
アノードでは式（１）に示される様に燃料のH2は電解
質中のCO3 2-と反応し、水とCO2と電子を生成する。この
電子は、アノードを通して外部負荷に送られた後、カソ
ードに流れ込む。カソードでは、この電子とCO2および
酸化剤のO2からCO3 2-を生成し、電解質中に溶解するこ
とによつて電池反応が進行する。
質中のCO3 2-と反応し、水とCO2と電子を生成する。この
電子は、アノードを通して外部負荷に送られた後、カソ
ードに流れ込む。カソードでは、この電子とCO2および
酸化剤のO2からCO3 2-を生成し、電解質中に溶解するこ
とによつて電池反応が進行する。
従来の溶融炭酸塩型燃料電池は以上のように構成され
ているが、電池運転中に、カソード（NiO）が電解質中
に式（３）の反応で溶解する。
ているが、電池運転中に、カソード（NiO）が電解質中
に式（３）の反応で溶解する。
この現象によつて、カソードの電池反応面積が減少し
たり、カソードと電解質マトリクス層との間の接触が悪
くなり、電池特性に悪影響を及ぼすという問題点があつ
た。また、溶解したNi2+はマトリクス中に拡散し、アノ
ード側から拡散してくるH2によつて還元され、金属Niと
してマトリクス中に析出するので、電池の電気的短絡を
生じるという問題点があつた。
たり、カソードと電解質マトリクス層との間の接触が悪
くなり、電池特性に悪影響を及ぼすという問題点があつ
た。また、溶解したNi2+はマトリクス中に拡散し、アノ
ード側から拡散してくるH2によつて還元され、金属Niと
してマトリクス中に析出するので、電池の電気的短絡を
生じるという問題点があつた。
この発明は、上記のような課題を解消するためになさ
れたもので、長期間安定な電池特性を維持する溶融炭酸
塩型燃料電池を得ることを目的とする。
れたもので、長期間安定な電池特性を維持する溶融炭酸
塩型燃料電池を得ることを目的とする。
この発明の溶融炭酸塩型燃料電池は、Ni電極とNiO電
極で狭持され、電解質マトリツクスに保持される溶融炭
酸塩がマグネシウムイオンを50〜2000ppm含有するもの
である。
極で狭持され、電解質マトリツクスに保持される溶融炭
酸塩がマグネシウムイオンを50〜2000ppm含有するもの
である。
この発明におけるマグネシウムイオンを含む電解質の
使用により、運転中のNiOカソードの電解質への溶解量
を減少させ、カソードの損傷と電極の短絡を防止するこ
とができる。
使用により、運転中のNiOカソードの電解質への溶解量
を減少させ、カソードの損傷と電極の短絡を防止するこ
とができる。
以下、この発明の一実施例を説明する。
例えば従来の電解質（62mol％Li2CO3−38mol％K2C
O3）に1mol％の塩基性炭酸マグネシウム（3MgCO3・Mg
（OH）２・3H2O）を混合し、650℃で融解させた。冷却
後、この電解質中のMg濃度を測定したところ約2000重量
ppmであつた。この電解質を使用して、Niアノード、NiO
カソード、LiAlO2電解質マトリクスから構成される図面
に示すような有効電極面積25cm2の単電池を組み立て、6
50℃で、燃料ガス80％H2−20％CO2,酸化剤ガス70％Air
−30％CO2を用いて運転を行つた。電池特性は燃料、酸
化剤ガス利用率ともに40％,150mA/cm2で0.85Vで、従来
の電解質を用いた場合と同等であつた。約1000時間運転
した後、電池を分解し、電解質マトリクスに含まれるNi
の量を分析した結果、従来の電解質を用いた場合とくら
べて1/10程度に減少していた。また、マトリクス断面の
顕微鏡観察からも、マトリクス中に析出しているNiが、
従来の電解質を用いた場合より、はるかに少ないことが
確認された。
O3）に1mol％の塩基性炭酸マグネシウム（3MgCO3・Mg
（OH）２・3H2O）を混合し、650℃で融解させた。冷却
後、この電解質中のMg濃度を測定したところ約2000重量
ppmであつた。この電解質を使用して、Niアノード、NiO
カソード、LiAlO2電解質マトリクスから構成される図面
に示すような有効電極面積25cm2の単電池を組み立て、6
50℃で、燃料ガス80％H2−20％CO2,酸化剤ガス70％Air
−30％CO2を用いて運転を行つた。電池特性は燃料、酸
化剤ガス利用率ともに40％,150mA/cm2で0.85Vで、従来
の電解質を用いた場合と同等であつた。約1000時間運転
した後、電池を分解し、電解質マトリクスに含まれるNi
の量を分析した結果、従来の電解質を用いた場合とくら
べて1/10程度に減少していた。また、マトリクス断面の
顕微鏡観察からも、マトリクス中に析出しているNiが、
従来の電解質を用いた場合より、はるかに少ないことが
確認された。
なお、この発明に係わるマグネシウムイオンは50〜20
00ppm含まれる。50ppm以下ではNiOカソードの溶解量低
減の効果が少なく、2000ppm以上含ませても溶解量低減
の効果の増大が見られない。
00ppm含まれる。50ppm以下ではNiOカソードの溶解量低
減の効果が少なく、2000ppm以上含ませても溶解量低減
の効果の増大が見られない。
又、マグネシウムイオンを含む化合物として、塩基性
炭酸マグネシウム（3MgCO3・Mg（OH）２・3H2O）を用い
たが、これに限らず、MgCO3・3H2O,MgO,Mg（OH）２など
でも同様の効果を示す。
炭酸マグネシウム（3MgCO3・Mg（OH）２・3H2O）を用い
たが、これに限らず、MgCO3・3H2O,MgO,Mg（OH）２など
でも同様の効果を示す。
又、溶融炭酸塩の種類も上記実施例に限定されない。
以上説明したとおり、この発明はNi電極とNiO電極で
狭持され、電解質マトリツクスに保持される溶融炭酸塩
がマグネシウムイオンを50〜2000ppm含有するものを用
いることにより、長期間安定な電池特性を維持する溶融
炭酸塩型燃料電池を得ることができる。
狭持され、電解質マトリツクスに保持される溶融炭酸塩
がマグネシウムイオンを50〜2000ppm含有するものを用
いることにより、長期間安定な電池特性を維持する溶融
炭酸塩型燃料電池を得ることができる。
図面は一般的な溶融炭酸塩型燃料電池の断面図である。 図において、（１）はNi電極、（２）はNiO電極、
（３）は電解質マトリツクスである。
（３）は電解質マトリツクスである。
Claims (1)
- 【請求項１】Ni電極とNiO電極で狭持され、電解質マト
リツクスに保持される溶融炭酸塩がマグネシウムイオン
を50〜2000ppm含有する溶融炭酸塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165620A JP2658207B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165620A JP2658207B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215573A JPH0215573A (ja) | 1990-01-19 |
| JP2658207B2 true JP2658207B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=15815823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63165620A Expired - Lifetime JP2658207B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658207B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110226A (en) * | 1990-10-19 | 1992-05-05 | Norand Corporation | Battery operated data entry terminal device and printer attachment |
| JP4961998B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2012-06-27 | 日本精工株式会社 | 電動式ステアリング装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056375A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63165620A patent/JP2658207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215573A (ja) | 1990-01-19 |
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