JPH03179671A - 溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法Info
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- JPH03179671A JPH03179671A JP1316875A JP31687589A JPH03179671A JP H03179671 A JPH03179671 A JP H03179671A JP 1316875 A JP1316875 A JP 1316875A JP 31687589 A JP31687589 A JP 31687589A JP H03179671 A JPH03179671 A JP H03179671A
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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。
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の性能回復方法に関す
るものである。
るものである。
従来の技術
溶融炭酸塩型燃料電池の寿命を支配する要因の一つとし
て、電解質である溶融炭酸塩力文 蒸発や這出し また
は周辺構成材料の腐食などに消費されることによって散
逸し 時間と共に性能が劣化する問題がある。そのた鳳
外部から電解質を補給したり、電極などに電解質のり
ザーバーを設けるなどの方法が考案されている。しかし
電池性能は電極の電解質による濡れ具合いに大きく影
響されるた△ 電解質の補給量が多すぎてＬ 電極の濡
れ過ぎが生し 電池性能に悪影響を及ぼす。
て、電解質である溶融炭酸塩力文 蒸発や這出し また
は周辺構成材料の腐食などに消費されることによって散
逸し 時間と共に性能が劣化する問題がある。そのた鳳
外部から電解質を補給したり、電極などに電解質のり
ザーバーを設けるなどの方法が考案されている。しかし
電池性能は電極の電解質による濡れ具合いに大きく影
響されるた△ 電解質の補給量が多すぎてＬ 電極の濡
れ過ぎが生し 電池性能に悪影響を及ぼす。
一般的な溶融炭酸塩型燃料電池の電極材料は正極が多孔
質のリチウム化した酸化ニッケル、負極が多孔質のニッ
ケル系金属であるたべ 電解質との接触角（よ 正極は
比較的小さく、負極は比較的大きい。従って、正極は比
較的電解質に濡れやすく、負極は濡れにくＬ〜 この現
象によって、電解質を補給する際にも両極間の電解質に
よる濡れのアンバランスが生し 微妙な電解質補給量が
要求されると共に 電解質の補給の結果も完全に性能を
回復させることは困難であった この対策として、従来は電極の多孔度や孔径分布を制御
して、両極間の電解質による濡れ具合いを制御する試み
が行われてきた 発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの方法は 多孔度や孔径分布を自
由に制御することが簡単ではない上に電池の作動状態に
おいて（よ 多孔度や孔径分布の経時変化を完全に抑制
することができなｌ、％課題を解決するための手段 本発明１よ 燃料ガスとして少なくとも水素または一酸
化炭素などの還元性ガスを含むガスを供給し 酸化剤ガ
スとして少なくとも酸素及び炭酸ガスを含むガスを供給
して発電を行う溶融炭酸塩型燃料電池において、一時的
に酸化剤ガスの供給を止めることを特徴とする溶融炭酸
塩型燃料電池の性能回復方法 まｔ二 本発明ζ上 一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガ
スの供給量を減少させ、炭酸ガス含有率を低下させた酸
化性ガスまたは不活性ガスを供給することを特徴とする
溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法 作用 そこで、電解質の補給後または正極が濡れすぎの状態に
ある場合に 一時的に酸化剤ガスの供給を止めるか、
あるいは一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給量を少
なくとも減少させ、少なくとも炭酸ガス含有率の低い酸
化性ガスまたは不活性ガスを供給することによって、正
極中の炭酸イオンが消費され 均一で適正な正極中の電
解質状態を再現することができる。
質のリチウム化した酸化ニッケル、負極が多孔質のニッ
ケル系金属であるたべ 電解質との接触角（よ 正極は
比較的小さく、負極は比較的大きい。従って、正極は比
較的電解質に濡れやすく、負極は濡れにくＬ〜 この現
象によって、電解質を補給する際にも両極間の電解質に
よる濡れのアンバランスが生し 微妙な電解質補給量が
要求されると共に 電解質の補給の結果も完全に性能を
回復させることは困難であった この対策として、従来は電極の多孔度や孔径分布を制御
して、両極間の電解質による濡れ具合いを制御する試み
が行われてきた 発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの方法は 多孔度や孔径分布を自
由に制御することが簡単ではない上に電池の作動状態に
おいて（よ 多孔度や孔径分布の経時変化を完全に抑制
することができなｌ、％課題を解決するための手段 本発明１よ 燃料ガスとして少なくとも水素または一酸
化炭素などの還元性ガスを含むガスを供給し 酸化剤ガ
スとして少なくとも酸素及び炭酸ガスを含むガスを供給
して発電を行う溶融炭酸塩型燃料電池において、一時的
に酸化剤ガスの供給を止めることを特徴とする溶融炭酸
塩型燃料電池の性能回復方法 まｔ二 本発明ζ上 一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガ
スの供給量を減少させ、炭酸ガス含有率を低下させた酸
化性ガスまたは不活性ガスを供給することを特徴とする
溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法 作用 そこで、電解質の補給後または正極が濡れすぎの状態に
ある場合に 一時的に酸化剤ガスの供給を止めるか、
あるいは一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給量を少
なくとも減少させ、少なくとも炭酸ガス含有率の低い酸
化性ガスまたは不活性ガスを供給することによって、正
極中の炭酸イオンが消費され 均一で適正な正極中の電
解質状態を再現することができる。
実施例
以下、本発明を実施例に従って説明すも（実施例１）
溶融炭酸塩型燃料電池は有効電極面積１０００ｍ２の単
電池を用いた この電池の構成１よ 正極がリチウムド
ープした酸化Ｎｉの多孔体 負極がニッケル系合金の多
孔体であり、電解質体は電解質保持体であるアルミン酸
リチウムのマトリクス板に６０ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リ
チウム： 炭酸カリウム−６２： ３８ｍｏ１％）を
含浸させたものである。また燃料ガスには水素：炭酸ガ
スの比が８０：２０のガスを６０℃で加湿したものを、
酸化剤として空気： 炭酸ガスの比が７０：３０のもの
を適用Ｌ ６５０℃の温度でこの溶融炭酸塩型燃料電
池の特性を調べた 燃料利用率４０％、 １５０ｍＡ／ａｍ”において初
期性能が０．８６Ｖであっ？、、３７００時間後０．７
５Ｖまで性能が劣化した時点で３ｇの炭酸塩を外部から
補給したとこ＆０．７８Ｖまで性能が回復した さらに
電解質補給がら２００時間後、放電と酸化剤ガスの供給
を止＆ １０時間そのまま放置した その後、電成密
度と酸化剤ガスの供給量を所定値まで戻したとこ久０．
８２Ｖまで性能が回復した （実施例２） 溶融炭酸塩型燃料電池は有効電極面積１００ｃｍ２の単
電池を用いた この電池の構成（よ 正極がリチウムド
ープした酸化Ｎｉの多孔体 負極がニッケル系合金の多
孔体であり、電解質体は電解質保持体であるアルミン酸
リチウムのマトリクス板に６０ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リ
チウム： 炭酸カリウム−６２： ３８ｍｏ１％）を
含浸させたものである。また燃料ガスには水素： 炭酸
ガスの比が８０：２０のガスを６０℃で加湿したものを
、酸化剤として空気： 炭酸ガスの比が７０：３０のも
のを適用Ｌ ６５０℃の温度でこの溶融炭酸塩型燃料電
池の特性を調べた 燃料利用率４０％、 １５０ｍＡ／ｃｍ”において初
期性能が０．８６Ｖであっ；ｒ、：、、３５００５００
時間後７５Ｖまで性能が劣化した時点で３ｇの炭酸塩を
外部から補給したとこ、”）、０．７９Ｖまで性能が回
復し丸 さらに電解質補給から２４時間後、放電と酸化
剤ガス中の炭酸ガスの供給を比奴炭酸ガスを含まない空
気を供給り、、２４時間そのまま放置した その後、電
流密度と炭酸ガスの供給率を所定値まで戻したとこ、５
０．８３Ｖまで性能が回復しへ （実施例３） 溶融炭酸塩型燃料電池は有効電極面積１００ｃｍ２の単
電池を用い九 この電池の構成（よ 正極がリチウムド
ープした酸化Ｎｉの多孔体 負極がニッケル系合金の多
孔体であり、電解質体は電解質保持体であるアルミン酸
リチウムのマトリクス板に６０ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リ
チウム： 炭酸カリウム−６２： ３８ｍｏ１％）を
含浸させたものであも また燃料ガスには水素： 炭酸
ガスの比が８０：２０のガスを６０℃で加湿したものを
、酸化剤として空気： 炭酸ガスの比が７０：３０のも
のを適用Ｌ ６５０℃の温度でこの溶融炭酸塩型燃料
電池の特性を調べ亀 燃料利用率４０％ １５０ｍＡ／ｃｍ”において初期
性能が０．８６Ｖであっ？、：、、４０００時間後０．
７５Ｖ時間性０．７５Ｖた時点で３ｇの炭酸塩を外部か
ら補給したとこ＆０．７９Ｖまで性能が回復し丸 さら
に電解質補給から２時間後、酸化剤ガス中の炭酸ガスの
供給を正数 炭酸ガスを含まない空気を供給し 電流密
度を１００ｍＡ／ｃｍ’に下げて電圧が０．２Ｖに下が
るまで（約１０分）放置した その後、電流密度と炭酸
ガスの供給量を所定値まで戻したとこ、’、、０．８５
Ｖまで性能が回復しん 以上本実施例で（よ 一時的に酸化剤ガスの供給を止め
るか、 あるいは一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供
給を止めた場合について説明した力ｔこれはもちろん
一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給量を減らすこと
によっても同様の効果が得られる。
電池を用いた この電池の構成１よ 正極がリチウムド
ープした酸化Ｎｉの多孔体 負極がニッケル系合金の多
孔体であり、電解質体は電解質保持体であるアルミン酸
リチウムのマトリクス板に６０ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リ
チウム： 炭酸カリウム−６２： ３８ｍｏ１％）を
含浸させたものである。また燃料ガスには水素：炭酸ガ
スの比が８０：２０のガスを６０℃で加湿したものを、
酸化剤として空気： 炭酸ガスの比が７０：３０のもの
を適用Ｌ ６５０℃の温度でこの溶融炭酸塩型燃料電
池の特性を調べた 燃料利用率４０％、 １５０ｍＡ／ａｍ”において初
期性能が０．８６Ｖであっ？、、３７００時間後０．７
５Ｖまで性能が劣化した時点で３ｇの炭酸塩を外部から
補給したとこ＆０．７８Ｖまで性能が回復した さらに
電解質補給がら２００時間後、放電と酸化剤ガスの供給
を止＆ １０時間そのまま放置した その後、電成密
度と酸化剤ガスの供給量を所定値まで戻したとこ久０．
８２Ｖまで性能が回復した （実施例２） 溶融炭酸塩型燃料電池は有効電極面積１００ｃｍ２の単
電池を用いた この電池の構成（よ 正極がリチウムド
ープした酸化Ｎｉの多孔体 負極がニッケル系合金の多
孔体であり、電解質体は電解質保持体であるアルミン酸
リチウムのマトリクス板に６０ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リ
チウム： 炭酸カリウム−６２： ３８ｍｏ１％）を
含浸させたものである。また燃料ガスには水素： 炭酸
ガスの比が８０：２０のガスを６０℃で加湿したものを
、酸化剤として空気： 炭酸ガスの比が７０：３０のも
のを適用Ｌ ６５０℃の温度でこの溶融炭酸塩型燃料電
池の特性を調べた 燃料利用率４０％、 １５０ｍＡ／ｃｍ”において初
期性能が０．８６Ｖであっ；ｒ、：、、３５００５００
時間後７５Ｖまで性能が劣化した時点で３ｇの炭酸塩を
外部から補給したとこ、”）、０．７９Ｖまで性能が回
復し丸 さらに電解質補給から２４時間後、放電と酸化
剤ガス中の炭酸ガスの供給を比奴炭酸ガスを含まない空
気を供給り、、２４時間そのまま放置した その後、電
流密度と炭酸ガスの供給率を所定値まで戻したとこ、５
０．８３Ｖまで性能が回復しへ （実施例３） 溶融炭酸塩型燃料電池は有効電極面積１００ｃｍ２の単
電池を用い九 この電池の構成（よ 正極がリチウムド
ープした酸化Ｎｉの多孔体 負極がニッケル系合金の多
孔体であり、電解質体は電解質保持体であるアルミン酸
リチウムのマトリクス板に６０ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リ
チウム： 炭酸カリウム−６２： ３８ｍｏ１％）を
含浸させたものであも また燃料ガスには水素： 炭酸
ガスの比が８０：２０のガスを６０℃で加湿したものを
、酸化剤として空気： 炭酸ガスの比が７０：３０のも
のを適用Ｌ ６５０℃の温度でこの溶融炭酸塩型燃料
電池の特性を調べ亀 燃料利用率４０％ １５０ｍＡ／ｃｍ”において初期
性能が０．８６Ｖであっ？、：、、４０００時間後０．
７５Ｖ時間性０．７５Ｖた時点で３ｇの炭酸塩を外部か
ら補給したとこ＆０．７９Ｖまで性能が回復し丸 さら
に電解質補給から２時間後、酸化剤ガス中の炭酸ガスの
供給を正数 炭酸ガスを含まない空気を供給し 電流密
度を１００ｍＡ／ｃｍ’に下げて電圧が０．２Ｖに下が
るまで（約１０分）放置した その後、電流密度と炭酸
ガスの供給量を所定値まで戻したとこ、’、、０．８５
Ｖまで性能が回復しん 以上本実施例で（よ 一時的に酸化剤ガスの供給を止め
るか、 あるいは一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供
給を止めた場合について説明した力ｔこれはもちろん
一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給量を減らすこと
によっても同様の効果が得られる。
発明の効果
以上のように本発明＋ｉ、一時的に酸化剤ガスの供給を
止めるか、 あるいは一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガス
の供給量を少なくとも減少させ、少なくとも炭酸ガス含
有率の低い酸化性ガスまたは不活性ガスを供給すること
によって電池の性能を回復できるものであも 更に好ま
しくは一時的に酸化剤ガスまたは酸化剤ガス中の炭酸ガ
スの供給を止める阻 放電を行うことによって、電池の
性能を回復できる。
止めるか、 あるいは一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガス
の供給量を少なくとも減少させ、少なくとも炭酸ガス含
有率の低い酸化性ガスまたは不活性ガスを供給すること
によって電池の性能を回復できるものであも 更に好ま
しくは一時的に酸化剤ガスまたは酸化剤ガス中の炭酸ガ
スの供給を止める阻 放電を行うことによって、電池の
性能を回復できる。
Claims (8)
- （１）燃料ガスとして少なくとも水素または一酸化炭素
などの還元性ガスを含むガスを供給し、酸化剤ガスとし
て少なくとも酸素及び炭酸ガスを含むガスを供給して発
電を行う溶融炭酸塩型燃料電池において、一時的に酸化
剤ガスの供給を止めることを特徴とする溶融炭酸塩型燃
料電池の性能回復方法。 - （２）燃料ガスとして少なくとも水素または一酸化炭素
などの還元性ガスを含むガスを供給し、酸化剤ガスとし
て少なくとも酸素及び炭酸ガスを含むガスを供給して発
電を行う溶融炭酸塩型燃料電池において、一時的に酸化
剤ガス中の炭酸ガスの供給量を減少させ、少なくとも炭
酸ガス含有率を低下させた酸化性ガスまたは不活性ガス
を供給することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池の性
能回復方法。 - （３）一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給を止め、
炭酸ガスを含まない酸化性ガスまたは不活性ガスを供給
することを特徴とする請求項２記載の溶融炭酸塩型燃料
電池の性能回復方法。 - （４）一時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給量を減少
させ、炭酸ガス含有率を低下させた空気を供給すること
を特徴とする請求項２または３記載の溶融炭酸塩型燃料
電池の性能回復方法。 - （５）一時的に酸化剤ガスの供給を止めるか、または一
時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給量を減少させ、同
時に電池の放電を行うことを特徴とする請求項１から４
のいずれかに記載の溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方
法。 - （６）酸化剤ガスの供給を止めるか、または酸化剤ガス
中の炭酸ガスの供給量を減少させ、前記状態を保持する
時間が２分以上２４時間以内であることを特徴とする請
求項１から５のいずれかに記載の溶融炭酸塩型燃料電池
の性能回復方法。 - （７）一時的に酸化剤ガスの供給を止めるか、または一
時的に酸化剤ガス中の炭酸ガスの供給量を減少させる際
、正極側と負極側の電池電圧が逆転しない範囲で行うこ
とを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の溶融
炭酸塩型燃料電池の性能回復方法。 - （８）電解質の補給後、または正極が電解質で濡れ過ぎ
の場合に実施することを特徴とする請求項１から７のい
ずれかに記載の溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316875A JPH03179671A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316875A JPH03179671A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179671A true JPH03179671A (ja) | 1991-08-05 |
Family
ID=18081889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1316875A Pending JPH03179671A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池の性能回復方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03179671A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170865A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池及びその運転方法 |
| JPS63170866A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi Ltd | 溶融塩型燃料電池発電プラント |
-
1989
- 1989-12-06 JP JP1316875A patent/JPH03179671A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170865A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池及びその運転方法 |
| JPS63170866A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Hitachi Ltd | 溶融塩型燃料電池発電プラント |
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