JPH01279571A - 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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- JPH01279571A JPH01279571A JP63109036A JP10903688A JPH01279571A JP H01279571 A JPH01279571 A JP H01279571A JP 63109036 A JP63109036 A JP 63109036A JP 10903688 A JP10903688 A JP 10903688A JP H01279571 A JPH01279571 A JP H01279571A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
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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
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は溶融炭酸塩型燃料電池に係り、特に、電解質の
消失による電池の性能低下を、各単位電池へ電解質を補
給することにより防止し、主部寿命を延ばす溶融炭酸塩
型燃料電池に関する。
消失による電池の性能低下を、各単位電池へ電解質を補
給することにより防止し、主部寿命を延ばす溶融炭酸塩
型燃料電池に関する。
従来の燃料電池は１例えば、特開昭６１−２１４３６７
号公報に記載のように、積層された電解質板の炭酸塩消
失を補なうための、炭酸塩供給方法について記載されて
いる。その方法は、電池外部に電解質貯蔵タンクが設け
られ、タンクには、加圧送液用のガス配管と、加熱・冷
却構造の送液管が接続され、送液管は積層電池の上端板
に連接されている。積層電池内には炭酸塩流路が設けら
れ、この流路の上部から炭酸塩が補給される。そして、
積層電池の下端板に設けた、加熱・冷却構造の配管を介
して、余分の炭酸塩をドレンタンクに回収する構造とな
っている。
号公報に記載のように、積層された電解質板の炭酸塩消
失を補なうための、炭酸塩供給方法について記載されて
いる。その方法は、電池外部に電解質貯蔵タンクが設け
られ、タンクには、加圧送液用のガス配管と、加熱・冷
却構造の送液管が接続され、送液管は積層電池の上端板
に連接されている。積層電池内には炭酸塩流路が設けら
れ、この流路の上部から炭酸塩が補給される。そして、
積層電池の下端板に設けた、加熱・冷却構造の配管を介
して、余分の炭酸塩をドレンタンクに回収する構造とな
っている。
上記従来技術は、電解質を貯蔵するタンクが電池外にあ
り、タンクと電池とを連接する配管を加熱・冷却構造と
する必要があり、発電施設が大型化する問題がある。ま
た、各配管の加熱・冷却操作が複雑になるため、電池の
操作も複雑となる問題もある。
り、タンクと電池とを連接する配管を加熱・冷却構造と
する必要があり、発電施設が大型化する問題がある。ま
た、各配管の加熱・冷却操作が複雑になるため、電池の
操作も複雑となる問題もある。
本発明の目的は電解質の補給性能が良く、補給システム
のコンパクトな燃料電池を提供することにある。
のコンパクトな燃料電池を提供することにある。
上記目的は、積層電池上端板内に電解質の貯蔵室があり
、貯蔵室に連通した各単位電池への電解質補給流路と、
電解質を外部から加圧する流路を設けることにより、コ
ンパクト化が達成される。
、貯蔵室に連通した各単位電池への電解質補給流路と、
電解質を外部から加圧する流路を設けることにより、コ
ンパクト化が達成される。
また、各単位電池のセパレータには、補給電解質が流れ
る溝を周囲にもち、下部へ送液するための連通孔が、積
層上・下のセパレータで異なるため、補給性能が優れた
ものとすることができる。
る溝を周囲にもち、下部へ送液するための連通孔が、積
層上・下のセパレータで異なるため、補給性能が優れた
ものとすることができる。
積層電池へ供給する電解質を、電池上端板内の貯蔵室に
貯えることにより、電池作動条件では常に電解質は溶融
しており、特別な加熱・冷却構造は不用となる。これに
より、コンパクトな電解質補給システムを構成すること
ができる。
貯えることにより、電池作動条件では常に電解質は溶融
しており、特別な加熱・冷却構造は不用となる。これに
より、コンパクトな電解質補給システムを構成すること
ができる。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図により説
明する。
明する。
第１図は本発明による。溶融炭酸塩型燃料電池の一モジ
ュール分に相当する積層電池の断面図を示す。図の積層
電池１の上端板２には、電解質貯蔵室６と貯蔵室６を仕
切る仕切り板７．貯蔵室６内の電解質１３を加圧送液す
るためのガス流路１１、それと各電解質板４へ電解質１
３を補給するための補給孔８が設けられる。また、各単
位電池のセパレータ５には補給孔９が設けられ、第３図
に示すように、その周囲には、補給溝１４が設けられて
いる。下端板３には、補給孔８と、ドレン室１０が設け
られる。
ュール分に相当する積層電池の断面図を示す。図の積層
電池１の上端板２には、電解質貯蔵室６と貯蔵室６を仕
切る仕切り板７．貯蔵室６内の電解質１３を加圧送液す
るためのガス流路１１、それと各電解質板４へ電解質１
３を補給するための補給孔８が設けられる。また、各単
位電池のセパレータ５には補給孔９が設けられ、第３図
に示すように、その周囲には、補給溝１４が設けられて
いる。下端板３には、補給孔８と、ドレン室１０が設け
られる。
このように構成された燃料電池において、電解質板４内
の電解質消失により、発電出力が低下した場合、第１図
に示すように、予め上端板２内の貯蔵室６にある電解質
１３をガス流路１１からの 。
の電解質消失により、発電出力が低下した場合、第１図
に示すように、予め上端板２内の貯蔵室６にある電解質
１３をガス流路１１からの 。
ガス圧力により補給孔８を通じて、各電解質板４へ電解
質１３を補給する。この電解質１３は、溶融炭酸塩型燃
料電池の場合は３２％ＬｉｚＣ○３＋６８％Ｋ ｚ Ｃ
Ｏａの共晶塩であり、その溶融温度は４９０℃位なので
、発電温度である６５０℃付近では、常に、溶融した状
態にあり、特別な加熱構造を設けなくとも、いつでも補
給することができる。第２図は送液状態の上端板２を示
した図である。本図のように、貯蔵室６内に仕切板７を
設け、加圧ガスが補給孔８へ混入することなく、補給機
能を達成することができる。
質１３を補給する。この電解質１３は、溶融炭酸塩型燃
料電池の場合は３２％ＬｉｚＣ○３＋６８％Ｋ ｚ Ｃ
Ｏａの共晶塩であり、その溶融温度は４９０℃位なので
、発電温度である６５０℃付近では、常に、溶融した状
態にあり、特別な加熱構造を設けなくとも、いつでも補
給することができる。第２図は送液状態の上端板２を示
した図である。本図のように、貯蔵室６内に仕切板７を
設け、加圧ガスが補給孔８へ混入することなく、補給機
能を達成することができる。
第３図は、各単位電池セパレータ５内の補給孔９と補給
溝１４を示す。第１図の上端板２内の補給孔８からの電
解質は、第３図の矢印１５のように、セパレータ５Ａの
端部に流下し、本図では省略した電解質板に、電解質を
補給しながら、補給溝１４を矢印１６のように流れる。
溝１４を示す。第１図の上端板２内の補給孔８からの電
解質は、第３図の矢印１５のように、セパレータ５Ａの
端部に流下し、本図では省略した電解質板に、電解質を
補給しながら、補給溝１４を矢印１６のように流れる。
そして、セパレータ５Ａの補給孔９から、下部の電解質
板、及び、セパレータ５Ｂへ流下する。セパレータ５Ｂ
・ の補給孔９はセパレータ５Ａとは異なる位置に設け
られ、上述と同様にセパレータ５Ｂの補給溝１４を電解
質が流れる。このように、補給孔９の異なるセパレータ
５Ａ、５Ｂを交互に積層することにより、各単位電池の
電解質板に充分な電解質を補給することができる。さら
に、第１図のように下端板３内にドレン室８を設け、各
電解質板へ電解質１３を補給した余分な電解質を貯蔵す
る。
板、及び、セパレータ５Ｂへ流下する。セパレータ５Ｂ
・ の補給孔９はセパレータ５Ａとは異なる位置に設け
られ、上述と同様にセパレータ５Ｂの補給溝１４を電解
質が流れる。このように、補給孔９の異なるセパレータ
５Ａ、５Ｂを交互に積層することにより、各単位電池の
電解質板に充分な電解質を補給することができる。さら
に、第１図のように下端板３内にドレン室８を設け、各
電解質板へ電解質１３を補給した余分な電解質を貯蔵す
る。
本実施例によれば、積層電池本体内に補給電解質の貯蔵
室を設けることにより、コンパクトな補給構造を達成す
ることができ、電解質の損失に伴う性能低下による寿命
が大幅に伸びることになる。
室を設けることにより、コンパクトな補給構造を達成す
ることができ、電解質の損失に伴う性能低下による寿命
が大幅に伸びることになる。
第４図は本発明の第二の実施例で、上端板２内の貯蔵室
６へ電解質１３を外部より補給するようにしたものであ
る。貯蔵室６には、電池外部に設けた補助電解質容器１
９と連接する補助補給管１７、及び、バルブ１８が接続
されている。他の構成は第１図と同様である。本実施例
によれば上端板２内の電解質が不足した場合、図の補助
電解質容器１９から、補助補給管１７により電解質を供
給することができ、電解質板への電解質補給がさらに長
時間にわたって可能となり、電池寿命が大幅に向上する
ことになる。また、上端板の電解質貯蔵室の容量が小さ
い場合にも、外部よりその都度電解質を補給することに
より目的が達成されるので、上端板のコンパクト化が可
能となる。
６へ電解質１３を外部より補給するようにしたものであ
る。貯蔵室６には、電池外部に設けた補助電解質容器１
９と連接する補助補給管１７、及び、バルブ１８が接続
されている。他の構成は第１図と同様である。本実施例
によれば上端板２内の電解質が不足した場合、図の補助
電解質容器１９から、補助補給管１７により電解質を供
給することができ、電解質板への電解質補給がさらに長
時間にわたって可能となり、電池寿命が大幅に向上する
ことになる。また、上端板の電解質貯蔵室の容量が小さ
い場合にも、外部よりその都度電解質を補給することに
より目的が達成されるので、上端板のコンパクト化が可
能となる。
第５図は本発明の第三の実施例で、外部の補助電解質容
器１９と電池本体の下端板３内の補給孔８を連接管２０
により接続し、さらに、補助電解質容器１９内の電解質
を圧送するためのガス供給管２２を設けたものである。
器１９と電池本体の下端板３内の補給孔８を連接管２０
により接続し、さらに、補助電解質容器１９内の電解質
を圧送するためのガス供給管２２を設けたものである。
各電位電池の電解質板に補給され余った電解質は、図の
下端板３内の補給孔８を流れ、連接管２ｏを介して補助
電解質容器１９へ流入する。容器１９内の電解質はガス
供給管２２からのガス圧により、補助補給管１７を通り
上端板２内の貯蔵室６へ電解質を補給する。
下端板３内の補給孔８を流れ、連接管２ｏを介して補助
電解質容器１９へ流入する。容器１９内の電解質はガス
供給管２２からのガス圧により、補助補給管１７を通り
上端板２内の貯蔵室６へ電解質を補給する。
本実施例によれば、余分に補給された電解質を回収、再
利用することができ経済性に優れ、さらにガス圧力によ
り外部補助電解質容器の電解質を圧送するので、補給性
能が向上する。
利用することができ経済性に優れ、さらにガス圧力によ
り外部補助電解質容器の電解質を圧送するので、補給性
能が向上する。
第６図は本発明の第四の実施例を示す。構造は第１図に
記載した内容と同様であるが、これまで記載した内容は
、電解質板の消失電解質を補給するようにしたものであ
るが１本応用例は電解質板製作時のグリーンシート内へ
の炭酸塩の含浸方法に関するもので、第６図は発電開始
前にグリーンシート２４を積層した状態である。
記載した内容と同様であるが、これまで記載した内容は
、電解質板の消失電解質を補給するようにしたものであ
るが１本応用例は電解質板製作時のグリーンシート内へ
の炭酸塩の含浸方法に関するもので、第６図は発電開始
前にグリーンシート２４を積層した状態である。
従来、電解質板の製造方法はグリーンシートと呼ばれる
セラミック製のシートを製作し、そのシートに炭酸塩を
塗布し、それを電池本体に積層し、昇温した後に、グリ
ーンシート内のバインダを除去し、炭酸塩を含浸する方
法をとっている。この方法は、炭酸塩を純水で溶融した
ものをグリーンシートに塗布して積層するため、電池積
層時の締め付は状態が不均一になる場合もある。また、
グリーンシートに炭酸塩が塗布されているため、グリー
ンシート内のバインダの除去が不完全になることもあり
、均一な電解質板を製作することが困難なところもある
。
セラミック製のシートを製作し、そのシートに炭酸塩を
塗布し、それを電池本体に積層し、昇温した後に、グリ
ーンシート内のバインダを除去し、炭酸塩を含浸する方
法をとっている。この方法は、炭酸塩を純水で溶融した
ものをグリーンシートに塗布して積層するため、電池積
層時の締め付は状態が不均一になる場合もある。また、
グリーンシートに炭酸塩が塗布されているため、グリー
ンシート内のバインダの除去が不完全になることもあり
、均一な電解質板を製作することが困難なところもある
。
そこで、本応用例は、第６図のように電解質補給摺造と
なっている燃料電池ｌに、グリーンシート２４を積層し
、昇温する、この昇温過程で、グリーンシート内のバイ
ンダが除去されるが、このときは炭酸塩がないので、除
去が容易、がっ、充分に実施される。そして、発電温度
に達した後に、第一の実施例で説明した方法により、上
端板２の貯蔵室６内の電解質１３（炭酸塩）をグリーン
シート内に含浸させる。
なっている燃料電池ｌに、グリーンシート２４を積層し
、昇温する、この昇温過程で、グリーンシート内のバイ
ンダが除去されるが、このときは炭酸塩がないので、除
去が容易、がっ、充分に実施される。そして、発電温度
に達した後に、第一の実施例で説明した方法により、上
端板２の貯蔵室６内の電解質１３（炭酸塩）をグリーン
シート内に含浸させる。
本実施例によれば、電池組立時には、グリーンシートだ
けを積層することになり、締め付けが容易で均一なもの
とすることができる。また、グリーンシート内のバイン
ダを完全に除去後に炭酸塩を含浸するので、性能の優れ
た均一な電解質板が得られる。
けを積層することになり、締め付けが容易で均一なもの
とすることができる。また、グリーンシート内のバイン
ダを完全に除去後に炭酸塩を含浸するので、性能の優れ
た均一な電解質板が得られる。
本発明によれば、電解質板内への電解質補給を容易に実
施することができ、補給構造のコンパクト化が図られる
ので、性能の優れた燃料電池が得られる。
施することができ、補給構造のコンパクト化が図られる
ので、性能の優れた燃料電池が得られる。
第１図は本発明の一実施例の積層電池の断面図、第２図
は本発明の上端板附近の断面図、第３図は電解質補給の
斜視図、第４図、第５図、第６図は本発明の他の実施例
の積層電池の断面図である。 １・・・積層電池、２・・・上端板、４・・・電解質板
、５゜５Ａ、５Ｂ・・・セパレータ、６・・・電解質貯
蔵室。 １３・・・電解質、２４・・・グリーンシート。 第 ｌ 口 第 ３ 口 第 ４ 目 第 、Ｓ 口 第 ６１２］
は本発明の上端板附近の断面図、第３図は電解質補給の
斜視図、第４図、第５図、第６図は本発明の他の実施例
の積層電池の断面図である。 １・・・積層電池、２・・・上端板、４・・・電解質板
、５゜５Ａ、５Ｂ・・・セパレータ、６・・・電解質貯
蔵室。 １３・・・電解質、２４・・・グリーンシート。 第 ｌ 口 第 ３ 口 第 ４ 目 第 、Ｓ 口 第 ６１２］
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電解質板と、前記電解質板を両側から挾むアノード
電極、カソード電極、燃料ガスであるアノードガスと、
酸化剤ガスであるカソードガスとを分離するセパレータ
板とからなる単位電池を積層した燃料電池において、 積層電池の上端板内に電解質の貯蔵室を設け、前記貯蔵
室から、前記各単位電池のセパレータに、積層される毎
に位置の異なる流路と、前記各セパレータ板の端部周囲
に補給溝を設け、前記各電解質板に前記電解質の貯蔵室
内の前記電解質を補給するようにしたことを特徴とする
溶融炭酸塩型燃料電池。 ２、特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩型燃料電池
において、 前記積層電池の上端板の前記電解質の貯蔵室内に電池外
部より、前記電解質を補給するようにしたことを特徴と
する溶融炭酸塩型燃料電池。 ３、特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩型燃料電池
において、 前記積層電池の上端板の前記電解質の貯蔵室に前記電解
質を補給する電池本体外部の補助電解質容器と、前記積
層電池の下端板内の電解質補給孔を連接し、余分な前記
電解質を回収・再使用できるようにしたことを特徴とす
る溶融炭酸塩型燃料電池。 ４、特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩型燃料電池
において、 電池積層時には炭酸塩の含浸されていないグリンシート
を積層し、発電温度まで昇温した後に、前記積層電池の
上端板の前記電解質貯蔵室内の前記電解質を含浸させる
ようにしたことを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63109036A JP2504522B2 (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63109036A JP2504522B2 (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01279571A true JPH01279571A (ja) | 1989-11-09 |
| JP2504522B2 JP2504522B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=14499982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63109036A Expired - Fee Related JP2504522B2 (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2504522B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093358A1 (de) * | 2000-05-26 | 2001-12-06 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennstoffzellenanordnung mit elektrolytreservoir |
| WO2001093359A1 (de) * | 2000-05-26 | 2001-12-06 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennstoffzellenanordnung mit elektrolytreservoir |
| US7939219B2 (en) | 2005-05-27 | 2011-05-10 | Fuelcell Energy, Inc. | Carbonate fuel cell and components thereof for in-situ delayed addition of carbonate electrolyte |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180966A (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池の電解液含浸方法 |
| JPS6378454A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池 |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP63109036A patent/JP2504522B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2504522B2 (ja) | 1996-06-05 |
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