JPH0221570A - 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法に係り、特
に電解質板に対する電極およびセル枠の圧接組立方法に
関する。
に電解質板に対する電極およびセル枠の圧接組立方法に
関する。
第２図に従来の溶融炭酸塩型燃料電池の圧接組立方法が
示される。この図において１ａはアノード電極、１ｂは
カソード電極、２ａはアノード波板、２ｂはカソード波
板、４ａはアノードセル枠、４ｂはカソードセル枠、５
ａはアノードシール部分、５ｂはカソードシール部分、
６は電解質板を示す。
示される。この図において１ａはアノード電極、１ｂは
カソード電極、２ａはアノード波板、２ｂはカソード波
板、４ａはアノードセル枠、４ｂはカソードセル枠、５
ａはアノードシール部分、５ｂはカソードシール部分、
６は電解質板を示す。
溶融炭酸塩型燃料電池においては、５ａ、５ｂのシール
部分に通する良いシール材料がないために、一般的には
、電解質板中に含有している電解質自身によりシールす
るいわゆるウェットシールが採用されている。ところが
、電解質板として、このシールを確実にするための工夫
は特にな港れておらず、ただ平坦な均質な電解質板をセ
ルに組み込むだけであった。
部分に通する良いシール材料がないために、一般的には
、電解質板中に含有している電解質自身によりシールす
るいわゆるウェットシールが採用されている。ところが
、電解質板として、このシールを確実にするための工夫
は特にな港れておらず、ただ平坦な均質な電解質板をセ
ルに組み込むだけであった。
すなわち従来の方法においては、セル組立時における各
部材の接触抵抗を低減するために、−ａ的に電極１ａお
よび１ｂをセル枠４ａおよび４ｂよりやや突出させて構
成し、これと平坦な均質な電解質板を組み合わせてセル
を構成し、セルを積層方向に締めつけてまず、電解質板
の電極に対向している部分（いわゆる反応部分）を電極
と接触させて反応部分の部材（電極、電解質板の電極に
対向している部分、電極を支えている波板等）が厚さ方
向に変形するようにし、その結果としてセル枠のシール
部分が電解質板と接触し、シール効果が発揮されるよう
にしている。
部材の接触抵抗を低減するために、−ａ的に電極１ａお
よび１ｂをセル枠４ａおよび４ｂよりやや突出させて構
成し、これと平坦な均質な電解質板を組み合わせてセル
を構成し、セルを積層方向に締めつけてまず、電解質板
の電極に対向している部分（いわゆる反応部分）を電極
と接触させて反応部分の部材（電極、電解質板の電極に
対向している部分、電極を支えている波板等）が厚さ方
向に変形するようにし、その結果としてセル枠のシール
部分が電解質板と接触し、シール効果が発揮されるよう
にしている。
ところが、もし、反応部分に使用されている部材の変形
が起こりにくい場合には、セルを積層方向に締めつけて
も、反応部分でこの荷重を支えてしまって、シールが充
分に行われないことになり、不十分なシール部分から反
応ガスが系の外部に流出することになり、セル特性の低
下が引きおこされる。
が起こりにくい場合には、セルを積層方向に締めつけて
も、反応部分でこの荷重を支えてしまって、シールが充
分に行われないことになり、不十分なシール部分から反
応ガスが系の外部に流出することになり、セル特性の低
下が引きおこされる。
また、逆に、反応部分に使用されている部材の変形が容
易に起こるような場合には、シールは充分に行われるで
あろうが、反応部分の部材の内で、特に電解質板の変形
が大きいような場合に、電解質板中に保持されている電
解質が必要以上に絞り出され、この絞り出された電解質
により、電極、特にカソード電極が過剰にぬれ、カソー
ド分極が大きくなる結果、セルの特性が低下するという
欠点があった。
易に起こるような場合には、シールは充分に行われるで
あろうが、反応部分の部材の内で、特に電解質板の変形
が大きいような場合に、電解質板中に保持されている電
解質が必要以上に絞り出され、この絞り出された電解質
により、電極、特にカソード電極が過剰にぬれ、カソー
ド分極が大きくなる結果、セルの特性が低下するという
欠点があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は電極と
セル枠とが電解質板に適当なしめつけ圧力で接触するよ
うにして、ガスシール性と分極特性に優れる溶融炭酸塩
型燃料電池の製造方法を提供することにある。
セル枠とが電解質板に適当なしめつけ圧力で接触するよ
うにして、ガスシール性と分極特性に優れる溶融炭酸塩
型燃料電池の製造方法を提供することにある。
上記の目的はこの発明によれば、電解質板６に電極１ａ
、ｌｂとセル枠４ａ、４ｂとを圧接する溶融炭酸塩型燃
料電池の製造方法において、電極と対向する部分の気孔
率は低くかつ厚さをうすくし、セル枠と対向する部分の
気孔率は高くかつ厚さをあつく形成した電解質板６を用
いることにより達成される。
、ｌｂとセル枠４ａ、４ｂとを圧接する溶融炭酸塩型燃
料電池の製造方法において、電極と対向する部分の気孔
率は低くかつ厚さをうすくし、セル枠と対向する部分の
気孔率は高くかつ厚さをあつく形成した電解質板６を用
いることにより達成される。
電解π板のセル枠と接触する部分は厚さかあついのでセ
ル枠が先ず電解質板と接触する。さらにこの部分は気孔
率が高いので相対的にやわらかく、しめつけ圧力によっ
て容易に変形する。しめつけの進行にともなって電解質
板には電極も接触するようになる。
ル枠が先ず電解質板と接触する。さらにこの部分は気孔
率が高いので相対的にやわらかく、しめつけ圧力によっ
て容易に変形する。しめつけの進行にともなって電解質
板には電極も接触するようになる。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図はこの発明の実施例に係る燃料電池の製造方法を
示す説明図である。第１図においてｌａはアノード電極
、１ｂはカソード電極、２ａはアノード波板、２ｂはカ
ソード波板、４ａはアノードセル枠、４ｂはカソードセ
ル枠、５ａはアノードシール部分、５ｂはカソードシー
ル部分、６は電解質板を示す。
示す説明図である。第１図においてｌａはアノード電極
、１ｂはカソード電極、２ａはアノード波板、２ｂはカ
ソード波板、４ａはアノードセル枠、４ｂはカソードセ
ル枠、５ａはアノードシール部分、５ｂはカソードシー
ル部分、６は電解質板を示す。
まず、最初に、電解質板の製造方法について説明する。
比表面積が約２０■”／ｇのγ−リチウムアルミネート
と平均粒子径が約６０−のアルミナビーズを混合する。
と平均粒子径が約６０−のアルミナビーズを混合する。
これに脱イオン水を添加し充分に分散させる。この後に
、この分散液に結合剤を添加して、さらに攪拌する０次
にこの分散液を真空容器の中に入れ、分散液中に存在す
る気泡を取り除く、出来上がった分散液を濾布上に展開
し、吸引濾過法によりシートを得た。得られたシートの
厚さは約２．０鶴であった０次にこのシートを１０ｋｇ
／−の圧力にてプレスした後に、反応部分に対向する部
分を約８０ｋｇ／−の圧力でプレスした。出来上がった
シートを空気ふん囲気にて焼成し、気孔率を測定した０
反応部分に対向する部分の気孔率は約６５％であり、シ
ール部分に対向する部分の気孔率は約７５％であり、厚
さはそれぞれ約１．４０および１．５５ｍｍであった。
、この分散液に結合剤を添加して、さらに攪拌する０次
にこの分散液を真空容器の中に入れ、分散液中に存在す
る気泡を取り除く、出来上がった分散液を濾布上に展開
し、吸引濾過法によりシートを得た。得られたシートの
厚さは約２．０鶴であった０次にこのシートを１０ｋｇ
／−の圧力にてプレスした後に、反応部分に対向する部
分を約８０ｋｇ／−の圧力でプレスした。出来上がった
シートを空気ふん囲気にて焼成し、気孔率を測定した０
反応部分に対向する部分の気孔率は約６５％であり、シ
ール部分に対向する部分の気孔率は約７５％であり、厚
さはそれぞれ約１．４０および１．５５ｍｍであった。
このようにして製造した電解質板に炭酸リチウムと炭酸
カリウムの共晶塩を含浸して電解質板とした。
カリウムの共晶塩を含浸して電解質板とした。
この電解質板のシール性能を評価するために、セルを組
み立てた （第１図参照）。
み立てた （第１図参照）。
このセルを所定の手順に従い昇温した後に、組立状態で
カソード電極を酸化し、アノード電極には、水素／炭酸
ガス−８０／２０モル％のガスを４５℃にて加湿した燃
料ガスを、カソード電極には、空気／炭酸ガス−Ｔｏ／
３０モル％の酸化剤ガスを供給した。約３０分間ガスを
供給した後にセルの内部抵抗およびセル外部へのガスリ
ーク量を測定した。
カソード電極を酸化し、アノード電極には、水素／炭酸
ガス−８０／２０モル％のガスを４５℃にて加湿した燃
料ガスを、カソード電極には、空気／炭酸ガス−Ｔｏ／
３０モル％の酸化剤ガスを供給した。約３０分間ガスを
供給した後にセルの内部抵抗およびセル外部へのガスリ
ーク量を測定した。
その結果、アノード側よりガス圧をかけた場合のセル外
部へのガスリーク量は、圧力約２００ ｍＡｑにて約０
．１（ｌａｊ ／ ｗｉｎであり、カソード側よりガス
圧力をかけた場合のセル外部へのガスリーク量は、圧力
約２００ｍＡｑにて約０．３（１＋Ｊ／ｓｉｎであった
。またセルの内部抵抗は約５０−Ωであった。
部へのガスリーク量は、圧力約２００ ｍＡｑにて約０
．１（ｌａｊ ／ ｗｉｎであり、カソード側よりガス
圧力をかけた場合のセル外部へのガスリーク量は、圧力
約２００ｍＡｑにて約０．３（１＋Ｊ／ｓｉｎであった
。またセルの内部抵抗は約５０−Ωであった。
（比較例）
実施例との比較のために、実施例において得られたシー
トＡの全体を約８０ｋｇ／ａｌＩの圧力でプレスした。
トＡの全体を約８０ｋｇ／ａｌＩの圧力でプレスした。
出来上がったシートの気孔率は約６５％であり、厚さは
約１．４０鶴であった。
約１．４０鶴であった。
このシートを実施例と同じ方法により、焼成。
塩含浸した。この電解質板のシール性能およびセル部材
としての内部抵抗を比較評価するために、セルを組立た
（第２図参照） このセルを実施例と同じ手順により、昇温し、評価した
。その結果、アノード電極側よりガス圧をかけた場合の
外部へのガスリーク量は、圧力約２００ｆｌＡｑにて約
５．２０ｓＪ ／ ｓｉｎであり、カソード電極側より
ガス圧をかけた場合のセル外部へのガスリーク量は、圧
力約２００ｓａＡｑにて約３．２（Ｊａｒ／＋ｓｉｎで
あった。また、セルの内部抵抗は約９０−Ωであった。
としての内部抵抗を比較評価するために、セルを組立た
（第２図参照） このセルを実施例と同じ手順により、昇温し、評価した
。その結果、アノード電極側よりガス圧をかけた場合の
外部へのガスリーク量は、圧力約２００ｆｌＡｑにて約
５．２０ｓＪ ／ ｓｉｎであり、カソード電極側より
ガス圧をかけた場合のセル外部へのガスリーク量は、圧
力約２００ｓａＡｑにて約３．２（Ｊａｒ／＋ｓｉｎで
あった。また、セルの内部抵抗は約９０−Ωであった。
この発明によれば、電解質板に電極とセル枠とを圧接す
る溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法において、電極と対
向する部分の気孔率は低くかつ厚さをうすくし、セル枠
と対向する部分の気孔率は高くかつ厚さをあつく形成し
た電解質板を用いるので燃料電池の組立の工程において
セル枠がまず電解質板と接触し、荷重の印加によって電
解質板がおしつぶされる。しめつけの進行にともないや
がて電極も電解質と接触するに至る。このようにしてセ
ル枠、電極のいずれも電解質板と適当なしめつけ圧力で
接触することができウェットシールと分極特性に優れる
溶融炭酸塩型燃料電池を提供することが可能になる。
る溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法において、電極と対
向する部分の気孔率は低くかつ厚さをうすくし、セル枠
と対向する部分の気孔率は高くかつ厚さをあつく形成し
た電解質板を用いるので燃料電池の組立の工程において
セル枠がまず電解質板と接触し、荷重の印加によって電
解質板がおしつぶされる。しめつけの進行にともないや
がて電極も電解質と接触するに至る。このようにしてセ
ル枠、電極のいずれも電解質板と適当なしめつけ圧力で
接触することができウェットシールと分極特性に優れる
溶融炭酸塩型燃料電池を提供することが可能になる。
第１図はこの発明の実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池
の製造方法の説明図、第２図は従来の溶融炭酸塩型燃料
電池の製造方法の説明図である。 １ａニアノード電極、１ｂ：カソード電極、４ａニアノ
ードセル枠、４ｂ：カソードセル枠、６：電解質第２図 卜 ト
の製造方法の説明図、第２図は従来の溶融炭酸塩型燃料
電池の製造方法の説明図である。 １ａニアノード電極、１ｂ：カソード電極、４ａニアノ
ードセル枠、４ｂ：カソードセル枠、６：電解質第２図 卜 ト
Claims (1)
- １）電解質板に電極とセル枠とを圧接する溶融炭酸塩型
燃料電池の製造方法において、電極と対向する部分の気
孔率は低くかつ厚さをうすくし、セル枠と対向する部分
の気孔率は高くかつ厚さをあつく形成した電解質板を用
いることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170111A JPH0221570A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170111A JPH0221570A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221570A true JPH0221570A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15898845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63170111A Pending JPH0221570A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221570A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644989A (ja) * | 1992-03-13 | 1994-02-18 | Inst Of Gas Technol | 積層燃料電池部材 |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63170111A patent/JPH0221570A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644989A (ja) * | 1992-03-13 | 1994-02-18 | Inst Of Gas Technol | 積層燃料電池部材 |
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