JPH01107458A - りん酸燃料電池 - Google Patents
りん酸燃料電池Info
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- JPH01107458A JPH01107458A JP62264351A JP26435187A JPH01107458A JP H01107458 A JPH01107458 A JP H01107458A JP 62264351 A JP62264351 A JP 62264351A JP 26435187 A JP26435187 A JP 26435187A JP H01107458 A JPH01107458 A JP H01107458A
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Classifications
-
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
-
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- H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
-
- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ］ 産業上の利用分野
本発明はりん酸燃料電池に係り、特に電池を構成する各
種導電プレートの材質に関するものである。
種導電プレートの材質に関するものである。
（口１ 従来技術
りん酸燃料電池＃１２００℃前後の熱濃りん酸の存在下
で作動するため電池主部の導電性プレート部材として貴
金属以外の金属材料を用いることができない。そのため
ガス分離板や冷却板などのプレート部材は通常黒鉛粉末
にバインダーを混合してホットプレス後、前記バインダ
ーを炭化処理した炭素質プレートを用いているが、機械
的強度が弱いと共に、ガスの不透過性が万全とけ云えな
かった。最近高強度で且ガス不透過性のガラス状カーボ
ンに黒鉛微粉末を添加して電気伝導度・熱伝導度を改善
したガラス状カーボン材（商品名ＧＣコンポジフト）が
開発されている。
で作動するため電池主部の導電性プレート部材として貴
金属以外の金属材料を用いることができない。そのため
ガス分離板や冷却板などのプレート部材は通常黒鉛粉末
にバインダーを混合してホットプレス後、前記バインダ
ーを炭化処理した炭素質プレートを用いているが、機械
的強度が弱いと共に、ガスの不透過性が万全とけ云えな
かった。最近高強度で且ガス不透過性のガラス状カーボ
ンに黒鉛微粉末を添加して電気伝導度・熱伝導度を改善
したガラス状カーボン材（商品名ＧＣコンポジフト）が
開発されている。
しかし、前記黒鉛材及びガラス状カーボン材からなるプ
レート部材は、耐りん酸性に劣り、しかもりん酸に対す
る吸液性のためプレート内部からりん酸に腐食されて強
度の低下をもたらす。例えばガス分離板に設けられたリ
ザーバーに溜ったりん酸がプレート中に浸み込んで電解
質マトリックスの方に円滑に含良され難いため、補液を
行うとプレートの腐食を助長して電池作動時間を短くす
る結果になっていた。
レート部材は、耐りん酸性に劣り、しかもりん酸に対す
る吸液性のためプレート内部からりん酸に腐食されて強
度の低下をもたらす。例えばガス分離板に設けられたリ
ザーバーに溜ったりん酸がプレート中に浸み込んで電解
質マトリックスの方に円滑に含良され難いため、補液を
行うとプレートの腐食を助長して電池作動時間を短くす
る結果になっていた。
又、冷却板は冷却空気あるいは冷却水管を通すため、従
来のプレート材では強度不足により荷重の集中する部分
で割れを生ずるなどの問題があった。更に集電板は従来
金メツキを施した銅板を用いているが、金メツキにピン
ホールがあると銅が腐食されて、接触抵抗の増大をもた
らし、電池特性が低下するなどの問題があった。
来のプレート材では強度不足により荷重の集中する部分
で割れを生ずるなどの問題があった。更に集電板は従来
金メツキを施した銅板を用いているが、金メツキにピン
ホールがあると銅が腐食されて、接触抵抗の増大をもた
らし、電池特性が低下するなどの問題があった。
Ｖ′１ 発明が解決しようとする問題点この発明は、
前記問題点に鑑み電池構成材の各種導電性プレートとし
て、耐熱耐りん酸性・ガス不透過性・電気伝導性及び機
械的強度にすぐれた材料を用いることにより、電池の小
型化と安定化を達成するものである。
前記問題点に鑑み電池構成材の各種導電性プレートとし
て、耐熱耐りん酸性・ガス不透過性・電気伝導性及び機
械的強度にすぐれた材料を用いることにより、電池の小
型化と安定化を達成するものである。
四 問題点を解決するための手段
この発明は、電池の導電性プレート部材がアルミナと炭
窒化チタンの混合粉末をホットプレスした緻密なセラミ
ックス板で構成されていることを特徴とする。
窒化チタンの混合粉末をホットプレスした緻密なセラミ
ックス板で構成されていることを特徴とする。
（ホ）作 用
この発明によるアルミナ（Ａｌｔｏｚ ）−炭窒化チタ
ン（Ｔｉ（Ｃ％Ｎ）〕 系複合セラミックス材は、従来
の黒鉛やガラス状カーボンに比し耐りん酸性・機械的強
度・ガス不透過性などにすぐれている上、電気伝導性も
良いので、りん酸燃料電池のガス分離板や冷却板は勿論
集電板としても使用可能となり、電池の安定性向上に寄
与する。
ン（Ｔｉ（Ｃ％Ｎ）〕 系複合セラミックス材は、従来
の黒鉛やガラス状カーボンに比し耐りん酸性・機械的強
度・ガス不透過性などにすぐれている上、電気伝導性も
良いので、りん酸燃料電池のガス分離板や冷却板は勿論
集電板としても使用可能となり、電池の安定性向上に寄
与する。
（へ）実施例
電池スタック（１）ハ単セル（２）とガス分離板（３）
とを交互に多数積重し、数セル毎にガス分離板兼用の冷
却板（４）を介在させて組立てられる。
とを交互に多数積重し、数セル毎にガス分離板兼用の冷
却板（４）を介在させて組立てられる。
この積重体の上下端Ｉ／ｃ＃−ｉ夫々集電板（５）・耐
熱絶縁板（６）を介して金属端板（７）を当てがい、こ
れら上下端板（７）（７）間で、タイバー（８）・タイ
ロフド（９）・バネ（１０及びナフ）Ｃ１ｍ）などの締
付部材を用いて積重体を圧縮し、電池スタック（１）に
構成される。この場合集電板（５）と接続された端子柱
ａ３＃ｉ金属端板（７）とは耐熱絶縁板（６）及び絶縁
筒（６）′で絶縁されて端板（７）上に導出される。
熱絶縁板（６）を介して金属端板（７）を当てがい、こ
れら上下端板（７）（７）間で、タイバー（８）・タイ
ロフド（９）・バネ（１０及びナフ）Ｃ１ｍ）などの締
付部材を用いて積重体を圧縮し、電池スタック（１）に
構成される。この場合集電板（５）と接続された端子柱
ａ３＃ｉ金属端板（７）とは耐熱絶縁板（６）及び絶縁
筒（６）′で絶縁されて端板（７）上に導出される。
本発明では、前記ガス分離板（３）・ガス分離板兼用の
冷却板（４）などの導電性プレート部材にアルミナ（Ａ
ｌｔｏｓ ） と炭窒化チタン（Ｔｉ（Ｃ，Ｎ））か
らなるセラミックスを用いた。このアルミナ系複合セラ
ミックス材は、各粒子径が約１μｍに均一化したアルミ
ナと炭化チタン・、窒化チタン（等量混合）とを所定比
率で混合し、これを圧縮して予備焼結し、ついで成形・
再焼結するという一連のホットプレス法により所定形状
のガス分離板（３）や冷却板（４）を得る。冷却板（４
）ｅ−を二分割してこれを結合する。
冷却板（４）などの導電性プレート部材にアルミナ（Ａ
ｌｔｏｓ ） と炭窒化チタン（Ｔｉ（Ｃ，Ｎ））か
らなるセラミックスを用いた。このアルミナ系複合セラ
ミックス材は、各粒子径が約１μｍに均一化したアルミ
ナと炭化チタン・、窒化チタン（等量混合）とを所定比
率で混合し、これを圧縮して予備焼結し、ついで成形・
再焼結するという一連のホットプレス法により所定形状
のガス分離板（３）や冷却板（４）を得る。冷却板（４
）ｅ−を二分割してこれを結合する。
この一連の工程により有害な気泡や巣孔の全くない緻密
で強靭なセラミックス板が得られ、ガス不透過性・耐熱
耐酸性には全く問題がない。
で強靭なセラミックス板が得られ、ガス不透過性・耐熱
耐酸性には全く問題がない。
更にこのセラミックスは驚くべきことに電気伝導性にも
すぐれているため、従来の金メツキ銅製に代る集電板（
５）にも使用可能である。
すぐれているため、従来の金メツキ銅製に代る集電板（
５）にも使用可能である。
り７表は本アルミナ系セラｉ フクスプレートと従来の
カーボン系プレートとの比電気抵抗及び曲げ強さを比較
して示を比電気抵抗については金・銅も併記した。
カーボン系プレートとの比電気抵抗及び曲げ強さを比較
して示を比電気抵抗については金・銅も併記した。
この表かられかるように比電気抵抗は従来のカーボン系
プレートに比しかなり小さく、シかもりん酸液中に長期
間浸漬しても比電気抵抗の変化や吸液による腐蝕が起ら
ず、すぐれた耐りん酸性をもつ。又曲げ強度は従来のカ
ーボン系プレートに比し著しく大きいので、締付けによ
る割れの生ずるおそれも全くない。
プレートに比しかなり小さく、シかもりん酸液中に長期
間浸漬しても比電気抵抗の変化や吸液による腐蝕が起ら
ず、すぐれた耐りん酸性をもつ。又曲げ強度は従来のカ
ーボン系プレートに比し著しく大きいので、締付けによ
る割れの生ずるおそれも全くない。
（ト］ 発明の効果
本発明によればアルミナ−炭窒化チタン系複合セラミッ
クス材が従来の黒鉛やガラス状カーボンなどの炭素系材
に比して、耐りん酸性・機械的強度・ガス不透過性にす
ぐれ、吸液性もない上、電気伝導性もよいので、ガス分
離板や冷却板を薄くして電池スタックの小型化が可能と
なると共に、従来の金メツキ銅板に代る集電板にも使用
可能となるなど、りん酸燃料電池の安定性と寿命の向上
が達成される。
クス材が従来の黒鉛やガラス状カーボンなどの炭素系材
に比して、耐りん酸性・機械的強度・ガス不透過性にす
ぐれ、吸液性もない上、電気伝導性もよいので、ガス分
離板や冷却板を薄くして電池スタックの小型化が可能と
なると共に、従来の金メツキ銅板に代る集電板にも使用
可能となるなど、りん酸燃料電池の安定性と寿命の向上
が達成される。
第１図は本発明による電池スタックの斜面図、第２図は
締付部材を付加した同上の要部断面図である。 １・・・電池スタック、２・・・単セル、３・・・ガス
分離板、４・・・冷却板％５・・・集電板、６・・・耐
熱絶縁板、７・・・金属端板、１２−・・端子柱。
締付部材を付加した同上の要部断面図である。 １・・・電池スタック、２・・・単セル、３・・・ガス
分離板、４・・・冷却板％５・・・集電板、６・・・耐
熱絶縁板、７・・・金属端板、１２−・・端子柱。
Claims (3)
- （１）電池の導電性プレート部材がアルミナと炭窒化チ
タンの混合粉末をホットプレスしたガス不透過性セラミ
ックスで構成されていることを特徴とするりん酸燃料電
池 - （２）前記導電性プレート部材がガス分離板もしくは冷
却板であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のりん酸燃料電池 - （３）前記導電性プレートが端子柱に接続された集電板
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のり
ん酸燃料電池
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264351A JPH01107458A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | りん酸燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264351A JPH01107458A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | りん酸燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107458A true JPH01107458A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17401948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62264351A Pending JPH01107458A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | りん酸燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107458A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997006118A1 (de) * | 1995-08-03 | 1997-02-20 | Nimtz Guenter | Elektrokeramischer werkstoff mit einstellbarer elektrischer leitfähigkeit |
| JP2005524949A (ja) * | 2002-05-08 | 2005-08-18 | ユーティーシー フューエル セルズ，エルエルシー | 改良された加圧板および集電体を有する燃料電池スタック |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62264351A patent/JPH01107458A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997006118A1 (de) * | 1995-08-03 | 1997-02-20 | Nimtz Guenter | Elektrokeramischer werkstoff mit einstellbarer elektrischer leitfähigkeit |
| JP2005524949A (ja) * | 2002-05-08 | 2005-08-18 | ユーティーシー フューエル セルズ，エルエルシー | 改良された加圧板および集電体を有する燃料電池スタック |
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