JPH02109270A - 溶融炭酸塩燃料電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は溶融炭酸塩燃料電池に関するものである。

（ロ）従来の技術 溶融炭酸塩燃料電池の電解質は、多孔質セラミックス体
に溶融炭酸塩を保持させたもので、その作成に際し、先
づ電解質保持材の微粉末に可塑剤・バインダーを加えて
得たシートを対極間に介在させて電池に組立て、電池昇
温過程で前記シートから可塑剤・バインダーを除去して
多孔性保持体とした後、これに溶融炭酸塩を含浸させる
方式は周知である。この方式は電池組立時完成電解質板
を組込む場合に比しソフトなシートを用いるため、締付
圧によって割れの生ずるおそれな（、また生産性にすぐ
れているという利点がある。

しかし可塑剤・バインダーの熱分解生成物もしくはその
不完全燃焼物を完全に燃焼するにはガススペースに酸素
を含むガスの供給が必要となるだめ、アノード極やその
背面スペースに保持した改質触媒が強く酸化されて特性
の劣化をともなう。

又供給ガスの酸素濃度を低くおさえると不完全燃焼とな
って熱分解で生成したオレフィン類などが、炭素と１〜
でセル構成材に析出したり、タールとして温度の低い配
管部分に付着する々どの問題があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 大発明は電解質保持体となるシート中の有機物を、電極
や改質触媒を損うことの彦い比較的低温低酸素濃度下で
分解燃焼させることによね、前記問題点を解消するもの
である。

に）課題を解決するための手段 本発明は、電解質保持材の微粉末に可塑剤・バインダー
などを加えて得たシートをアノード極・カソード極間（
Ｃ介在させて電池に組立て、電池昇温過程で前記シート
から添加有機物を除去して溶融電解質が含浸される多孔
性保持体に作成する溶融炭酸塩燃料電池において、前記
各極背面のガススペースのうチ、少くともアノード側ス
ペースに、前記可塑剤・バインダーの燃焼促進触媒を保
持したものである。又、アノード側スペースの燃焼促進
触媒は、内部改質型電池の場合改質触媒と分離してもし
くζ・」混合して保持される。

０）作　用 本発明では電池昇温過程でシート中に含まれた有機物は
、燃焼促進触媒の存在により熱分解後短時間で完全燃焼
しガスとして排出されるため、電。

極や改質触媒を汚染することなく、有機物を完全に除去
することができる。

（へ）実施例 第１図は本発明電池の要部斜面図、第２図は同上単セル
の模式的断面図である。

電解質保持体となるシート（１）は、電解質保持材とし
てｒ−リチウムアルミネートの微粉末に、可塑剤（例え
ばフタル酸ジオクチル）・パイｙ　ｆ　−（例え（、ｉ
ポリビニルブチラール樹脂）及び溶媒（例えばエタノー
ル）を加えて充分混合し、得られたスラリーを通常のテ
ープキャスティング法によりテープ状さし、ホットプレ
スして溶媒を揮散させたものである。このようにして作
成されたシート（１）はアノード極（２）・カソード極
（３）間に介在させ、集電板（４）、波板（５）及びガ
ス分離板（６）と共に電池に組立てられる。

（２１及びニッケル焼結体よりなるカソード極（３）に
は、組立前に予め電解質成分が含浸されている。

本発明では組立時ガススペースの波板ｆ５１ｆｃ燃焼促
進触媒（７）が保持される。第１図及び第２図の実施例
では燃焼促進触媒（７）がアノード側ガススペスにのみ
設けた場合、又第３図の他実施例ではアノード側・カソ
ード細雨スペースに設けた場合を示す。更に第４図・第
５図のもう一つの実施例（内部改質型電池）では、アノ
ードガススペースの燃焼促進触媒（７）が改質触媒（８
）と分離して〔波板（５）（でより〕及び混合して設け
られた場合を夫々示す。

この触媒（７）はアルミナなどのセラミックス粒子を担
体として夫々ｒ　ＭｎＱ２、白金、銅系々との触媒を担
持させたものである。

前記の如く組立てられた電池は、常温から電池作動温度
の約６５０℃まで除々に昇温される。この昇温過程（（
おいて両ガススペース共にＮｚテ希釈された空気を供給
するが、約２００〜２３０℃でシー１−ｆｌ＋中の可塑
剤やバインダーが熱分解をはじめる。しかしこの時の温
度が低いため熱分解生成物は完全燃焼されるこｈなく電
、極や改質触媒に炭素として析出付着１〜たり、タール
状の排出物となって配管に付着するおそれがあり、又供
給されるガスの酸素分圧を上げても完全燃焼は望めず、
むしろ電、極が強く酸化されアノード極では後の還元工
程でも復元しない。

所が、未発明ではこのような熱分解生成物やその不完全
燃焼物は燃焼促進触媒（７）により比較的低湛度低酸素
分圧下次の反応式で表わせるような反応で、ガス体とし
て除去される。

従ってシート（１）中の可塑剤やバインダーは昇温ｍ密
約３７０℃までの比較的短期間で除去されるので、供給
ガスの酸素分圧を早い時期に低減ない１７け零にするこ
とが可能で、アノード極［２１や改質触媒（８）が強く
酸化されるのを防止する。尚有機物の分解除去時ンこ発
生するガスは、電解質を保持する電極＋２１ｆ３１の孔
部（残留多孔度１５〜１７チ）を通ってガススペースか
ら送り出される。

その後アノードガススペースには、Ｎ２・００７を含む
Ｎ２ガスを、カソードガススペースには、ＣＯ２を含む
Ｎ２で希釈された空気を夫々供給する。

やがて５００℃程度で電極＋２１＋３１中の炭酸塩が溶
融し、＠紀の如くシートから可塑剤・バインダーが除去
された多孔質保持体に含浸されて電解質板を構成する。

尚炭酸塩が溶融しはじめると各ガススペースに供給され
るガス中のｃｏ２濃度を除々にあげて行く。

やがて電池が作動温度（６５０℃）に近づくと、各極ガ
ススペースに規定のガスを供給して電池反応を開始する
。即ち、アノードガススペースに改質触媒が保持されて
いる内部改質型の場合は、天然ガスとスチームの混合原
料ガスを供給するが、外部改質型の場合改質された燃料
ガスを供給する。

又カソードガススペースには、空気に００２を混合した
酸化剤ガスを供給する。

電池の運転時燃熔促進触媒（７）は電池反応に支障をき
たすことなく、そのままガススペースに保持されている
。

（ト）発明の効果 大発明によれば、電解質保持材を含むシートを雷、池に
組込み電池昇温過程でシート中の有機物を分解除去して
多孔質保持体を形成する電池において、電池組立時＠極
背面のガススペースに、有機物の燃焼促進触媒を設けた
ので、有機物は比較的低温度・低酸素濃度下短時間で完
全燃焼しガス体として排出されるため、熱分解生成物や
その不完全燃焼物により電極や配管の汚染特にアノード
極や改質触媒の汚染劣化するおそれがなくなり、電池特
性と寿命を大巾に改善する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明電池の要部斜面図、第２図は同上単セル
の模式的断面図、第３図は他実施例を示す拡大断面図、
第４図及び第５図は内部改質型電池に大発明を適用した
異る実施例を示す拡大断面図及び要部拡大断面図である
。 １：′Ｋｆ解質保持材を含むシート、２ニアノード極、
３コカソード極、５：波板、６：ガス分離板、７：燃焼
促進触媒、８：改質触媒。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解質保持材の微粉末に可塑剤・バインダーを加
   えて得たシートをアノード極・カソード極間に介在させ
   て電池に組立て、電池昇温過程で前記シートから可塑剤
   ・バインダーを除去して多孔性保持体とした後溶融電解
   質を含浸せしめる溶融炭酸塩燃料電池において、前記各
   極背面のガススペースのうち少くともアノード側スペー
   スに、前記可塑剤・バインダーの燃焼促進触媒を保持し
   ていることを特徴とする溶融炭酸塩燃料電池。
2. （２）前記アノード側スペースに、前記燃焼促進触媒と
   分離してもしくは混合して改質触媒が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１の溶融炭酸塩燃料電池。
3. （３）前記アノード極・カソード極の両方もしくは一方
   に、前記多孔性保持体に移行含浸される電解質が組立時
   予め保持されていることを特徴とする請求項１の溶融炭
   酸塩燃料電池。
4. （４）前記燃焼促進触媒は、ｒ−Ｍｎｏ＿２触媒、白金
   触媒もしくは銅系触媒を、担体としてアルミナなどのセ
   ラミック粒子に担持されたものであることを特徴とする
   請求項１の溶融炭酸塩燃料電池。