JP6821001B2 - 固体アルカリ形燃料電池 - Google Patents
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Description
・カソード: 3/2O2+3H2O+6e−→6OH−
・全体 : CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O
以下、水酸化物イオンをキャリアとするアルカリ形燃料電池(AFC)の一例として、固体アルカリ形燃料電池10について図面を参照しながら説明する。
・アノード14: CH3OH+6OH−→6e−+CO2+5H2O
・全体 : CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O
カソード12は、電解質16に接続される。カソード12は、電解質16と接触する電解質側表面12Sを有する。カソード12は、一般的に空気極と呼ばれる陽極である。固体アルカリ形燃料電池10の発電中、カソード12には、酸化剤供給手段13を介して、酸素(O2)を含む酸化剤が供給される。酸化剤としては、空気を用いるのが好ましく、空気は加湿されていることがより好ましい。カソード12は、内部に酸化剤を拡散可能な多孔質体である。カソード12の気孔率は特に制限されない。カソード12の厚みは特に制限されないが、例えば10〜200μmとすることができる。
第2層12bが酸化マグネシウムを含有する場合、第2層12bにおける酸化マグネシウムの含有率は、第1層12aにおける酸化マグネシウムの含有率以下であってもよい。
アノード14は、電解質16に接続される。アノード14は、電解質16と接触する電解質側表面14Tを有する。アノード14は、一般的に燃料極と呼ばれる陰極である。固体アルカリ形燃料電池10の発電中、アノード14には、燃料供給手段15を介して、水素原子(H)を含む燃料が供給される。アノード14は、内部に燃料を拡散可能な多孔質体である。アノード14の気孔率は特に制限されない。アノード14の厚みは特に制限されないが、例えば10〜500μmとすることができる。
電解質16は、カソード12とアノード14との間に配置される。電解質16は、カソード12及びアノード14のそれぞれに接続される。電解質16は、カソード12と接触するカソード側表面16Sと、アノード14と接触するアノード側表面16Tとを有する。電解質16は、膜状、層状、或いは、シート状に形成される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
上記実施形態において、カソード12は、第1層12aと第2層12bとを有する2層構造であることとしたが、これに限られない。カソード12は、少なくとも第1層12aにおいて酸化マグネシウムを含有していればよい。従って、カソード12は、酸化マグネシウムを全体に含有する1層構造であってもよい。また、カソード12は、3層以上の多層構造であってもよい。この場合、第1層12a以外の各層は、酸化マグネシウムを含有していてもよいし、酸化マグネシウムを含有していなくてもよい。
上記実施形態において、固体アルカリ形燃料電池10は、発電部(カソード12、アノード14及び電解質16)のうちカソード12内に酸化マグネシウムを備えることとしたが、これに限られない。
上記実施形態において、電解質16は、無機固体電解質体22を支持する多孔質基材20を有することとしたが、多孔質基材20を有していなくてもよい。この場合、電解質16は、板状に形成された無機固体電解質体によって構成することができる。また、電解質16は、第1膜状部22b及び第2膜状部22cの少なくとも一方を有していなくてもよい。
12 カソード
12S 電解質側表面
14 アノード
14T 電解質側表面
16 電解質
16S カソード側表面
16T アノード側表面
20 多孔質基材
22 無機固体電解質体
22a 複合部
22b 第1膜状部
22c 第2膜状部
Claims (5)
- カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に配置され、水酸化物イオン伝導性を有する電解質とを有する発電部と、
前記発電部内に配置される酸化マグネシウムと、
を備え、
前記酸化マグネシウムは、前記カソードのうち少なくとも前記電解質側の部分に配置される、
アルカリ形燃料電池。 - カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に配置され、水酸化物イオン伝導性を有する電解質とを有する発電部と、
前記発電部内に配置される酸化マグネシウムと、
を備え、
前記電解質は、セラミックス材料によって構成される無機固体電解質体を含み、
前記酸化マグネシウムは、前記電解質のうち少なくとも前記カソード側の部分に配置される、
アルカリ形燃料電池。 - カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に配置され、水酸化物イオン伝導性を有する電解質とを有する発電部と、
前記発電部内に配置される酸化マグネシウムと、
を備え、
前記酸化マグネシウムは、前記カソード及び前記アノードのそれぞれに配置される、
アルカリ形燃料電池。 - 前記酸化マグネシウムに固溶した酸化ニッケル及びニッケルの少なくとも一方をさらに備える、
請求項1乃至3のいずれかに記載の固体アルカリ形燃料電池。 - 前記酸化マグネシウムの表面に析出した酸化ニッケル及びニッケルの少なくとも一方をさらに備える、
請求項1乃至4のいずれかに記載の固体アルカリ形燃料電池。
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JP2018235732 | 2018-12-17 |
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JP2020098783A JP2020098783A (ja) | 2020-06-25 |
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