JPH0224970A - 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給法Info
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- JPH0224970A JPH0224970A JP63172743A JP17274388A JPH0224970A JP H0224970 A JPH0224970 A JP H0224970A JP 63172743 A JP63172743 A JP 63172743A JP 17274388 A JP17274388 A JP 17274388A JP H0224970 A JPH0224970 A JP H0224970A
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- 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
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- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
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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〕
本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給法に係り
、特に長寿命な燃料電池を提供するための電解質補給法
に関する。
、特に長寿命な燃料電池を提供するための電解質補給法
に関する。
従来溶融炭酸塩型燃料電池は、アノードにニッケル多孔
質板、カソードに酸化ニッケル多孔質板を用い、この間
に炭酸リチウムと炭酸カリウムとからなる電解質を挾む
ものである。この電解質は、室温で白色の固体であるが
融点（４８９℃）以上では無色透明の液体となり、これ
を保持するためにリチウムアルミネートを主成分とした
多孔質基板を設けている。
質板、カソードに酸化ニッケル多孔質板を用い、この間
に炭酸リチウムと炭酸カリウムとからなる電解質を挾む
ものである。この電解質は、室温で白色の固体であるが
融点（４８９℃）以上では無色透明の液体となり、これ
を保持するためにリチウムアルミネートを主成分とした
多孔質基板を設けている。
しかし、運転温度が融点をはるかに上回る６５０°Ｃで
あるため、蒸発による電解質の消失、及び電極やセパレ
ーター、端板などの腐食にともなう電解質の消失がある
。これらの一連の現象からの電解質減少により内部抵抗
が上昇し、分極が大きくなり、性能が低下する。この性
能低下を防ぐために、各種の電解質補給手段が考えられ
ている。例えば特開昭６１−２１４３６７号に記載され
るように、燃料電池に直接電解質の供給管を設けこれを
加熱して電池内に供給するものや、特開昭６１−９６６
７３号に記載されているように電解質をミストないしは
ガス状態でキャリアーガス中に含有させて燃料電池内に
運ぶものなどがある。その他、電解質保持基板に端部か
らぬり込む等の方法も提案されてい。
あるため、蒸発による電解質の消失、及び電極やセパレ
ーター、端板などの腐食にともなう電解質の消失がある
。これらの一連の現象からの電解質減少により内部抵抗
が上昇し、分極が大きくなり、性能が低下する。この性
能低下を防ぐために、各種の電解質補給手段が考えられ
ている。例えば特開昭６１−２１４３６７号に記載され
るように、燃料電池に直接電解質の供給管を設けこれを
加熱して電池内に供給するものや、特開昭６１−９６６
７３号に記載されているように電解質をミストないしは
ガス状態でキャリアーガス中に含有させて燃料電池内に
運ぶものなどがある。その他、電解質保持基板に端部か
らぬり込む等の方法も提案されてい。
る。
前２者に関しては、電池を複雑化することになり、後者
は電池内部に充分に電解質を補給するのが困難である。
は電池内部に充分に電解質を補給するのが困難である。
上記した従来技術は電池の構造を複雑化したり、あるい
は充分に電解質を補給することが困難であるという欠点
があった。本発明の目的は、従来技術の有する欠点を除
去し、電池構造を複雑化することなく、充分な電解質を
燃料電池に補給することにある。
は充分に電解質を補給することが困難であるという欠点
があった。本発明の目的は、従来技術の有する欠点を除
去し、電池構造を複雑化することなく、充分な電解質を
燃料電池に補給することにある。
上記目的を達成するための本発明は、溶融炭酸塩を電解
質として用いる型の燃料電池において、反応ガス供給管
を通して粉末状の電解質をキャリアーガスによって補給
することを特徴とする。
質として用いる型の燃料電池において、反応ガス供給管
を通して粉末状の電解質をキャリアーガスによって補給
することを特徴とする。
本発明方法におけるキャリアーガスとしては不活性ガス
、反応ガス、あるいは両方の混合ガスを使用できる。
、反応ガス、あるいは両方の混合ガスを使用できる。
本発明において、反応ガス供給配管を通して、電池内に
送り込まれた電解質は電極面を通して電解質板中に補給
される。本発明の具体的方法を図面により説明する。第
１図は本発明による電解質の補給の仕方をモデル化した
図である。燃料電池はアノード６とカソード７の間に電
解質である溶融炭酸塩を含浸した電解質基板３及びガス
配管１を備えたセパレータ４からなっている。電解質粉
末２はガス配管の中に添加され、キャリアーガスによっ
て電池内に運ばれる。電池内では、例えば第１図に示し
たようにアノード側から添加したときはアノード６上で
溶融して溶融電解質５となり、アノード６を通って電解
質基板３に移動する。これによって、電解質を電解質基
板に補給することができるものである。なお、第１図で
は１例としてアノード側から電解質粉末２を供給したが
、カソード側から、あるいは両方の側から供給してもよ
い。運転を休止中に補給するときは、ガス配管１の一部
をはずして、電解質粉末を添加することも可能であるが
、運転中に供給するとき、あるいは休止中でも配管をは
ずさないで供給する方法を。
送り込まれた電解質は電極面を通して電解質板中に補給
される。本発明の具体的方法を図面により説明する。第
１図は本発明による電解質の補給の仕方をモデル化した
図である。燃料電池はアノード６とカソード７の間に電
解質である溶融炭酸塩を含浸した電解質基板３及びガス
配管１を備えたセパレータ４からなっている。電解質粉
末２はガス配管の中に添加され、キャリアーガスによっ
て電池内に運ばれる。電池内では、例えば第１図に示し
たようにアノード側から添加したときはアノード６上で
溶融して溶融電解質５となり、アノード６を通って電解
質基板３に移動する。これによって、電解質を電解質基
板に補給することができるものである。なお、第１図で
は１例としてアノード側から電解質粉末２を供給したが
、カソード側から、あるいは両方の側から供給してもよ
い。運転を休止中に補給するときは、ガス配管１の一部
をはずして、電解質粉末を添加することも可能であるが
、運転中に供給するとき、あるいは休止中でも配管をは
ずさないで供給する方法を。
第２図に示す配管系によって説明する。ガス配管１にガ
ス流量調節弁８を備える。また、これとは別にバイパス
通路１４を設け、ストップバルブ９゜１０を備えるとと
もに、電解質粉末２を貯える電解質容器１２と粉末の添
加量を調節する調節バルブ１１をこれに設置する。そし
て、ガス配管１は燃料電池１３に接続される。電解質粉
末を補給するときは、電解質粉末の添加量を調節する調
節バルブ１１を開いて、所定量の粉末をバイパス通路１
４に入れる。次にストップバルブ９及び１０を開く。次
にガス流量調節バルブ８によって、メインのガス配管を
流れるガス量を調節し、一部をバイパス通路１４を通っ
て燃料電池１３に供給するようにする。このとき、バイ
パス通路１４を通るガスによって、電解質粉末２は燃料
電池１３に運ばれる。
ス流量調節弁８を備える。また、これとは別にバイパス
通路１４を設け、ストップバルブ９゜１０を備えるとと
もに、電解質粉末２を貯える電解質容器１２と粉末の添
加量を調節する調節バルブ１１をこれに設置する。そし
て、ガス配管１は燃料電池１３に接続される。電解質粉
末を補給するときは、電解質粉末の添加量を調節する調
節バルブ１１を開いて、所定量の粉末をバイパス通路１
４に入れる。次にストップバルブ９及び１０を開く。次
にガス流量調節バルブ８によって、メインのガス配管を
流れるガス量を調節し、一部をバイパス通路１４を通っ
て燃料電池１３に供給するようにする。このとき、バイ
パス通路１４を通るガスによって、電解質粉末２は燃料
電池１３に運ばれる。
上述した方法により電解質を補給すると、減少していた
電池内の電解質量が増加し、高まっていた内部抵抗が減
少する。また、補給前、電解質減少により電解質板に貫
通孔ができ、ガスクロスが起っている場合は、補給によ
りガスクロスが止まる。さらに、電解質保持基板細孔中
の電解質量が多くなるので、バブル圧が大きくなる。こ
れにともない、運転中の差圧変動にたえることができる
ようになる。
電池内の電解質量が増加し、高まっていた内部抵抗が減
少する。また、補給前、電解質減少により電解質板に貫
通孔ができ、ガスクロスが起っている場合は、補給によ
りガスクロスが止まる。さらに、電解質保持基板細孔中
の電解質量が多くなるので、バブル圧が大きくなる。こ
れにともない、運転中の差圧変動にたえることができる
ようになる。
以上の理由により、電池性能は回復し、再び高い性能で
運転できるようになる。
運転できるようになる。
以下１本発明の実施例について説明する。
炭酸リウチムと炭酸カリウムの混合物（モル比６２：３
８）からなる電解質をリチウムアルミネートを主成分と
した電解質保持板に含浸させ、これをニッケル多孔質板
を用いたアノードと酸化ニッケル多孔質板を用いたカソ
ードで挾んで溶融炭酸塩型燃料電池を作った。電極の有
効面積は６４ｄ、電解質基板面積は１ｏｏｃｉにした。
８）からなる電解質をリチウムアルミネートを主成分と
した電解質保持板に含浸させ、これをニッケル多孔質板
を用いたアノードと酸化ニッケル多孔質板を用いたカソ
ードで挾んで溶融炭酸塩型燃料電池を作った。電極の有
効面積は６４ｄ、電解質基板面積は１ｏｏｃｉにした。
この電池を６５０’Ｃ，電流密度１５０ ｍ Ａ ／
ａ（で連続運転した。なお、アノードには水素８０％−
炭酸ガス２０％の混合ガスを、またカソードには空気７
０−％−炭酸ガス３０％を供給した。第３図に連続運転
時のセル電圧の経時変化を示す。約５０００時間を経過
したあたりからセル電圧が低下してきたので、電解質基
板細孔容積の約１５％に相当する′電解質を第２図に示
した方法で補給した。第３図に矢印で電解質補給の時期
を示し、その後のセル電圧の経時変化を示す。第３図か
ら明らかなように、電解質を補給したところセル電圧が
低下前の値に回復した。
ａ（で連続運転した。なお、アノードには水素８０％−
炭酸ガス２０％の混合ガスを、またカソードには空気７
０−％−炭酸ガス３０％を供給した。第３図に連続運転
時のセル電圧の経時変化を示す。約５０００時間を経過
したあたりからセル電圧が低下してきたので、電解質基
板細孔容積の約１５％に相当する′電解質を第２図に示
した方法で補給した。第３図に矢印で電解質補給の時期
を示し、その後のセル電圧の経時変化を示す。第３図か
ら明らかなように、電解質を補給したところセル電圧が
低下前の値に回復した。
本発明によれば、電池構造を複雑にすることなく、充分
な電解質を燃料電池に補給できるので、電解質の消失に
よって低下する性能を回復することができる。即ち電解
質の消失によって電池の内部抵抗が大きくなり性能が低
下した電池の性能を、初期の性能に回復することができ
るので、電池の長寿命化を達成することができ工業的価
値も極めて高い。
な電解質を燃料電池に補給できるので、電解質の消失に
よって低下する性能を回復することができる。即ち電解
質の消失によって電池の内部抵抗が大きくなり性能が低
下した電池の性能を、初期の性能に回復することができ
るので、電池の長寿命化を達成することができ工業的価
値も極めて高い。
第１図は、本発明を説明するためのモデル図であり、第
２図は電解質粉末の添加方法の一例を実施するための配
管系を示した図、第３図は本発明を用いた電池の性能の
経時変化を示した図である。 １・・・ガス配管、２・・・電解質粉末、３・・・電解
質基板、４・・・セパレーター、５ ・溶融電解質、６
・・・アノード、７・・・カソード、８・・・ガス流量
調節弁、９・・・ストップバルブ、１０・・・ストップ
バルブ、１１・・・調節バルブ５１２・・・電解質容器
、１３・・・燃料電池、１４・・・バスパス通路。
２図は電解質粉末の添加方法の一例を実施するための配
管系を示した図、第３図は本発明を用いた電池の性能の
経時変化を示した図である。 １・・・ガス配管、２・・・電解質粉末、３・・・電解
質基板、４・・・セパレーター、５ ・溶融電解質、６
・・・アノード、７・・・カソード、８・・・ガス流量
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バルブ、１１・・・調節バルブ５１２・・・電解質容器
、１３・・・燃料電池、１４・・・バスパス通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、溶融炭酸塩を電解質として用いる型の燃料電池にお
いて、反応ガス供給管を通して粉末状の電解質をキャリ
アーガスによって補給することを特徴とする溶融炭酸塩
型燃料電池の電解質補給法。 ２、反応ガス供給管に電解質の注入口を設け、反応ガス
の一部を電解質粉末のキャリアーガスとして用いること
を特徴とする請求項１記載の溶融炭酸塩型燃料電池の電
解質補給法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172743A JPH07114127B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172743A JPH07114127B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224970A true JPH0224970A (ja) | 1990-01-26 |
| JPH07114127B2 JPH07114127B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=15947495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63172743A Expired - Fee Related JPH07114127B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114127B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7552939B2 (en) * | 2006-02-02 | 2009-06-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Airbag apparatus having support member attached to vehicle via easily-deformable brackets at both ends |
| 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 |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116763A (ja) * | 1984-04-11 | 1986-06-04 | ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン | 燃料電池システムの運転方法 |
| JPS62295364A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP63172743A patent/JPH07114127B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116763A (ja) * | 1984-04-11 | 1986-06-04 | ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン | 燃料電池システムの運転方法 |
| JPS62295364A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US7552939B2 (en) * | 2006-02-02 | 2009-06-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Airbag apparatus having support member attached to vehicle via easily-deformable brackets at both ends |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07114127B2 (ja) | 1995-12-06 |
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