JPH0440832B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0440832B2 JPH0440832B2 JP61210078A JP21007886A JPH0440832B2 JP H0440832 B2 JPH0440832 B2 JP H0440832B2 JP 61210078 A JP61210078 A JP 61210078A JP 21007886 A JP21007886 A JP 21007886A JP H0440832 B2 JPH0440832 B2 JP H0440832B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- nickel
- molten salt
- present
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N lithium aluminate Chemical compound [Li+].[O-][Al]=O YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910020361 KCl—LiCl Inorganic materials 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020604 KF—LiF Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003310 Ni-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9041—Metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8605—Porous electrodes
- H01M4/8621—Porous electrodes containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
-
- 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
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、500〜700℃程度またはその近辺の温
度で作動する溶融塩燃料電池用の電極およびその
製造方法、詳しくは、ニツケル（Ni）系多孔質
板からなるガス拡散電極のニツケル粒子の表面ま
たはニツケル繊維の表面にのみタングステン(W)を
付加して、電極反応の促進効果を発揮させるよう
にした溶融塩燃料電池用の電極およびその製造方
法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、溶融塩燃料電池としては、溶融アルカリ
炭酸塩を用いる系が最も一般的である。すなわ
ち、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ムなどのアルカリ金属炭酸塩またはこれらの混合
物を電解質とし、これをリチウムアルミネートな
どの耐溶融塩性の粉末とともに板状に加工し、こ
れを燃料極（アノード）と空気極（カソード）と
の間に保持して電池を構成している。 上記のアルカリ金属炭酸塩を電解質とする溶融
塩燃料電池の場合、その電気化学的反応は次式
(1)、(2)のごとく進行し、イオン伝導は炭酸イオン
（CO3 2-）によつて行われる。 アノード：H2＋CO3 2-→H2O＋CO2＋2e (1) カソード：１／2O2＋CO2＋2e→CO3 2- (2) アノードにおいては、水素が電極細孔内を拡散
して電解質および電極と三相界面を形成し、上記
式(1)の反応が進行して水（スチーム）、炭酸ガス
および電子となる。 一方、カソードにおいては、酸素および炭酸ガ
スが電極細孔内を拡散して、上記と同様に電解質
および電極と三相界面を形成し、上記式(2)の反応
が進行して炭酸イオンとなる。炭酸イオンはカソ
ードからアノードにイオン伝導し、電子は外部回
路を通つてアノードからカソードに到達する。 アノードとしては、還元性雰囲気中で溶融炭酸
塩に耐える必要があるところから、多くの導電性
材料のうち、ニツケルが最も多く取り上げられ、
これに作動時での過焼結（シンタリング）を抑制
する目的でクロム、コバルト、アルミナなどの添
加剤が加えられている。すなわち、従来はNi−
Cr、Ni−Co、Ni−Al2O3などのNi系多孔質板が
用いられている。 一方、カソードとしては、酸化性雰囲気中で耐
溶融塩性を必要とするところから、リチウムをド
ープした酸化ニツケルが最も普通に考えられ試験
されてきた。 すなわち、従来、最も一般的な電池構成として
は、ニツケル／溶融炭酸アルカリ塩＋リチウム
アルミネート／リチウムドープニツケル酸化物
である。 〔発明が解決しようとする課題〕 高い電池出力を得るためには、良好な三相界面
を形成し、かつ安定に維持させることが必要であ
り、そのためには電解質保持能力が高く、かつ内
部抵抗の低い高強度、薄板状電解質体と、電気化
学反応の触媒作用が優れた広い電極表面積と良好
な電極特性を有し、かつ長期にわたつて安定に電
極細孔構造を維持できるアノードおよびカソード
電極が不可欠となる。 しかしながら、従来の電池構成では、電気化学
反応促進の面で十分満足な結果を得ることができ
ないという問題点があつた。 一方、反応促進の方法としては、触媒作用を有
する金属を添加したニツケル合金粉末を焼結する
ことにより、電極を製造する方法が考えられる。 ところが添加した金属のうち、触媒として有効
に作用するのは粒子表面に存在するものだけであ
り、粒子内部に存在する金属はまつたく触媒とし
て機能しないので、この方法では高価な触媒金属
と比較的多量に必要とするという問題点がある。 本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、従
来の電極の基板であるNi系多孔質板のニツケル
粒子の表面またはニツケル繊維の表面にのみ、タ
ングステンを付加することにより、従来の電極に
比べ、反応速度が速くなり電極性能が向上した溶
融塩燃料電池用の電極およびその製造方法を提供
することを目的とするものである。 〔課題を解決するための手段および作用〕 上記の目的を達成するために、本発明の溶融塩
燃料電池用の電極は、ニツケル系多孔質板のニツ
ケル粒子の表面またはニツケル繊維の表面にのみ
タングステンを付けたことを特徴としている。 また、本発明の溶融塩燃料電池用の電極の製造
方法は、溶融塩中でタングステンを電析させるこ
とにより、ニツケル系多孔質板のニツケル粒子の
表面またはニツケル繊維の表面にのみタングステ
ンを付けた電極を得ることを特徴としている。 本発明の電極は、Ni，Ni−Cr，Ni−Co，Ni
−Al2O3などのNi系多孔質板に、K2WO4，
Li2WO4，Na2WO4などを添加したKCl−LiCl電
析浴からタングステンを電析させて製造される。
なおKCl−LiCl電析浴の代わりにKF−LiF電析浴
を使用することも可能である。 また、Ni系多孔質板にCVD（chemical vapor
deposition）、PVD（physical vapor deposition）
などによりＷを蒸着させる方法、Ｗをプラズマ状
態で溶射して蒸着させる方法なども、本発明の電
極の製造方法として有効である。 中でも、上記の種々の製造方法のうち、電析が
反応の制御、析出量の制御を容易に行えるという
特長を有している。 Ｗの含有量は、Niに対して0.1〜15wt％、好ま
しくは１〜10wt％である。Ｗが15wt％を超える
場合は、多孔質板に目詰りが生じるので好ましく
ない。一方、Ｗが0.1wt％未満の場合は、電極反
応の促進効果が発揮されない。 〔実施例〕 以下、本発明の好適な実施例を説明する。ただ
し、これらの実施例は、本発明の範囲をそれらの
みに限定する趣旨のものではなく、単なる一例に
すぎない。 実施例 １ 下記のNi系多孔質板３種類にＷを電析させた
ものにつき、分極特性測定を行つた。 (1)Ni粉末焼結板（気孔径8μ、気孔率60％） (2)Ni繊維焼結板（気孔径13μ、気孔率70％） (3)Ni繊維焼結板（気孔径13μ、気孔率80％） 電析条件はつぎの通りであつた。 電析浴：LiCl（58.5mol％）−KCl（41.5mol％） 添加剤：K2WO4 0.1mol％ 温 度：700℃ 電析方法：＋0.1〜＋0.3V（Li／Li+に対して）
で定電位電解 理論電析量：0.8〜10wt％ 上記のようにして得られた電極板のうち(3)の
Ni繊維焼結板にNiに対して4wt％のＷを添加し
た電極板をアノードに用い、１mmφの金線をカソ
ードに用い、リチウムおよびカリウムの炭酸塩の
混合物（モル比62：38、重量比46.7：53.3）を電
解質に用い、参照電極として酸素電極を用い、
650℃でアノードの分極特性を測定した。燃料は
水素を80vol％、CO2を20vol％含有するガスを用
い、酸化剤は酸素を33.3vol％、CO2を66.7vol％
含有するガスを用いた。結果は第１図に示す如く
であつた。なお比較例として、(1)のNi粉末焼結
板の値をプロツトしている。 実施例 ２ (1)のNi粉末焼結板にNiに対してＷを0.8wt％、
4wt％添加した電極板について、実施例１と同様
の実験を行つた。結果は第２図に示す如くであつ
た。参考のため実施例１におけるNi繊維焼結板
にＷを4wt％添加した場合の結果も示した。 実施例 ３ 実施例１，２で用いた電極板をアノードに用
い、(3)のNi繊維焼結板（36mmφ×厚さ0.8）をカ
ソードに用い、リチウムアルミネートを不活性支
持物質（マトリツクス材）として、リチウムおよ
びカリウムの炭酸塩の混合物（モル比62：38、重
量比46.7：53.3）を60wt％含有してなる50mmφ×
厚さ２の電解質板を上記アノードおよびカソード
間に配設し、燃料室および酸化剤室をそれぞれ備
える集電端を兼ねたハウジングで、上記電極板お
よび電解質板を両側から押さえる構造の単セルを
構成し、650℃における初期電池性能および100時
間後の電池性能を測定した。また比較例として、
(1)のNi粉末焼結板（36mmφ×厚さ0.8mm）をアノ
ードに用いた単セルの650℃における初期電池性
能、および100時間後の電池性能を測定した。そ
の結果を第１表に示す。なお燃料は水素を80vol
％、CO2を20vol％含有するガスを用い、酸化剤
は空気を70vol％、CO2を30vol％含有するガスを
用いた。
度で作動する溶融塩燃料電池用の電極およびその
製造方法、詳しくは、ニツケル（Ni）系多孔質
板からなるガス拡散電極のニツケル粒子の表面ま
たはニツケル繊維の表面にのみタングステン(W)を
付加して、電極反応の促進効果を発揮させるよう
にした溶融塩燃料電池用の電極およびその製造方
法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、溶融塩燃料電池としては、溶融アルカリ
炭酸塩を用いる系が最も一般的である。すなわ
ち、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ムなどのアルカリ金属炭酸塩またはこれらの混合
物を電解質とし、これをリチウムアルミネートな
どの耐溶融塩性の粉末とともに板状に加工し、こ
れを燃料極（アノード）と空気極（カソード）と
の間に保持して電池を構成している。 上記のアルカリ金属炭酸塩を電解質とする溶融
塩燃料電池の場合、その電気化学的反応は次式
(1)、(2)のごとく進行し、イオン伝導は炭酸イオン
（CO3 2-）によつて行われる。 アノード：H2＋CO3 2-→H2O＋CO2＋2e (1) カソード：１／2O2＋CO2＋2e→CO3 2- (2) アノードにおいては、水素が電極細孔内を拡散
して電解質および電極と三相界面を形成し、上記
式(1)の反応が進行して水（スチーム）、炭酸ガス
および電子となる。 一方、カソードにおいては、酸素および炭酸ガ
スが電極細孔内を拡散して、上記と同様に電解質
および電極と三相界面を形成し、上記式(2)の反応
が進行して炭酸イオンとなる。炭酸イオンはカソ
ードからアノードにイオン伝導し、電子は外部回
路を通つてアノードからカソードに到達する。 アノードとしては、還元性雰囲気中で溶融炭酸
塩に耐える必要があるところから、多くの導電性
材料のうち、ニツケルが最も多く取り上げられ、
これに作動時での過焼結（シンタリング）を抑制
する目的でクロム、コバルト、アルミナなどの添
加剤が加えられている。すなわち、従来はNi−
Cr、Ni−Co、Ni−Al2O3などのNi系多孔質板が
用いられている。 一方、カソードとしては、酸化性雰囲気中で耐
溶融塩性を必要とするところから、リチウムをド
ープした酸化ニツケルが最も普通に考えられ試験
されてきた。 すなわち、従来、最も一般的な電池構成として
は、ニツケル／溶融炭酸アルカリ塩＋リチウム
アルミネート／リチウムドープニツケル酸化物
である。 〔発明が解決しようとする課題〕 高い電池出力を得るためには、良好な三相界面
を形成し、かつ安定に維持させることが必要であ
り、そのためには電解質保持能力が高く、かつ内
部抵抗の低い高強度、薄板状電解質体と、電気化
学反応の触媒作用が優れた広い電極表面積と良好
な電極特性を有し、かつ長期にわたつて安定に電
極細孔構造を維持できるアノードおよびカソード
電極が不可欠となる。 しかしながら、従来の電池構成では、電気化学
反応促進の面で十分満足な結果を得ることができ
ないという問題点があつた。 一方、反応促進の方法としては、触媒作用を有
する金属を添加したニツケル合金粉末を焼結する
ことにより、電極を製造する方法が考えられる。 ところが添加した金属のうち、触媒として有効
に作用するのは粒子表面に存在するものだけであ
り、粒子内部に存在する金属はまつたく触媒とし
て機能しないので、この方法では高価な触媒金属
と比較的多量に必要とするという問題点がある。 本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、従
来の電極の基板であるNi系多孔質板のニツケル
粒子の表面またはニツケル繊維の表面にのみ、タ
ングステンを付加することにより、従来の電極に
比べ、反応速度が速くなり電極性能が向上した溶
融塩燃料電池用の電極およびその製造方法を提供
することを目的とするものである。 〔課題を解決するための手段および作用〕 上記の目的を達成するために、本発明の溶融塩
燃料電池用の電極は、ニツケル系多孔質板のニツ
ケル粒子の表面またはニツケル繊維の表面にのみ
タングステンを付けたことを特徴としている。 また、本発明の溶融塩燃料電池用の電極の製造
方法は、溶融塩中でタングステンを電析させるこ
とにより、ニツケル系多孔質板のニツケル粒子の
表面またはニツケル繊維の表面にのみタングステ
ンを付けた電極を得ることを特徴としている。 本発明の電極は、Ni，Ni−Cr，Ni−Co，Ni
−Al2O3などのNi系多孔質板に、K2WO4，
Li2WO4，Na2WO4などを添加したKCl−LiCl電
析浴からタングステンを電析させて製造される。
なおKCl−LiCl電析浴の代わりにKF−LiF電析浴
を使用することも可能である。 また、Ni系多孔質板にCVD（chemical vapor
deposition）、PVD（physical vapor deposition）
などによりＷを蒸着させる方法、Ｗをプラズマ状
態で溶射して蒸着させる方法なども、本発明の電
極の製造方法として有効である。 中でも、上記の種々の製造方法のうち、電析が
反応の制御、析出量の制御を容易に行えるという
特長を有している。 Ｗの含有量は、Niに対して0.1〜15wt％、好ま
しくは１〜10wt％である。Ｗが15wt％を超える
場合は、多孔質板に目詰りが生じるので好ましく
ない。一方、Ｗが0.1wt％未満の場合は、電極反
応の促進効果が発揮されない。 〔実施例〕 以下、本発明の好適な実施例を説明する。ただ
し、これらの実施例は、本発明の範囲をそれらの
みに限定する趣旨のものではなく、単なる一例に
すぎない。 実施例 １ 下記のNi系多孔質板３種類にＷを電析させた
ものにつき、分極特性測定を行つた。 (1)Ni粉末焼結板（気孔径8μ、気孔率60％） (2)Ni繊維焼結板（気孔径13μ、気孔率70％） (3)Ni繊維焼結板（気孔径13μ、気孔率80％） 電析条件はつぎの通りであつた。 電析浴：LiCl（58.5mol％）−KCl（41.5mol％） 添加剤：K2WO4 0.1mol％ 温 度：700℃ 電析方法：＋0.1〜＋0.3V（Li／Li+に対して）
で定電位電解 理論電析量：0.8〜10wt％ 上記のようにして得られた電極板のうち(3)の
Ni繊維焼結板にNiに対して4wt％のＷを添加し
た電極板をアノードに用い、１mmφの金線をカソ
ードに用い、リチウムおよびカリウムの炭酸塩の
混合物（モル比62：38、重量比46.7：53.3）を電
解質に用い、参照電極として酸素電極を用い、
650℃でアノードの分極特性を測定した。燃料は
水素を80vol％、CO2を20vol％含有するガスを用
い、酸化剤は酸素を33.3vol％、CO2を66.7vol％
含有するガスを用いた。結果は第１図に示す如く
であつた。なお比較例として、(1)のNi粉末焼結
板の値をプロツトしている。 実施例 ２ (1)のNi粉末焼結板にNiに対してＷを0.8wt％、
4wt％添加した電極板について、実施例１と同様
の実験を行つた。結果は第２図に示す如くであつ
た。参考のため実施例１におけるNi繊維焼結板
にＷを4wt％添加した場合の結果も示した。 実施例 ３ 実施例１，２で用いた電極板をアノードに用
い、(3)のNi繊維焼結板（36mmφ×厚さ0.8）をカ
ソードに用い、リチウムアルミネートを不活性支
持物質（マトリツクス材）として、リチウムおよ
びカリウムの炭酸塩の混合物（モル比62：38、重
量比46.7：53.3）を60wt％含有してなる50mmφ×
厚さ２の電解質板を上記アノードおよびカソード
間に配設し、燃料室および酸化剤室をそれぞれ備
える集電端を兼ねたハウジングで、上記電極板お
よび電解質板を両側から押さえる構造の単セルを
構成し、650℃における初期電池性能および100時
間後の電池性能を測定した。また比較例として、
(1)のNi粉末焼結板（36mmφ×厚さ0.8mm）をアノ
ードに用いた単セルの650℃における初期電池性
能、および100時間後の電池性能を測定した。そ
の結果を第１表に示す。なお燃料は水素を80vol
％、CO2を20vol％含有するガスを用い、酸化剤
は空気を70vol％、CO2を30vol％含有するガスを
用いた。
以上説明したように、本発明の溶融塩燃料電池
用の電極は、高温（500〜700℃前後）において優
れた電極触媒作用を有し、かつ長期にわたつて高
性能を維持できるので、高い電池出力を長期間維
持することができるという効果を有している。 また、本発明の電極では、高価な触媒金属は粒
子表面または繊維表面にのみしか付けないため、
高性能の電極が比較的安価に製造できるという特
長がある。
用の電極は、高温（500〜700℃前後）において優
れた電極触媒作用を有し、かつ長期にわたつて高
性能を維持できるので、高い電池出力を長期間維
持することができるという効果を有している。 また、本発明の電極では、高価な触媒金属は粒
子表面または繊維表面にのみしか付けないため、
高性能の電極が比較的安価に製造できるという特
長がある。
第１図は実施例１における本発明の溶融塩燃料
電池用の電極の電流密度と電位との関係を示すグ
ラフ（なお、比較例として、Ni粉末焼結板の値
をプロツトしている。）、第２図は実施例２におけ
る本発明の電極の電流密度と電位との関係を示す
グラフである。
電池用の電極の電流密度と電位との関係を示すグ
ラフ（なお、比較例として、Ni粉末焼結板の値
をプロツトしている。）、第２図は実施例２におけ
る本発明の電極の電流密度と電位との関係を示す
グラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ニツケル系多孔質板のニツケル粒子の表面ま
たはニツケル繊維の表面にのみタングステンを付
けたことを特徴とする溶融塩燃料電池用の電極。 ２ 溶融塩中でタングステンを電析させることに
より、ニツケル系多孔質板のニツケル粒子の表面
またはニツケル繊維の表面にのみタングステンを
付けた電極を得ることを特徴とする溶融塩燃料電
池用の電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210078A JPS6366855A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 溶融塩燃料電池用の電極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210078A JPS6366855A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 溶融塩燃料電池用の電極およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366855A JPS6366855A (ja) | 1988-03-25 |
| JPH0440832B2 true JPH0440832B2 (ja) | 1992-07-06 |
Family
ID=16583451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61210078A Granted JPS6366855A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 溶融塩燃料電池用の電極およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6366855A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513087A (ja) * | 1991-06-20 | 1993-01-22 | Hitachi Ltd | 燃料電池の電極製造法及び燃料電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62154576A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-09 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池の製造方法 |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61210078A patent/JPS6366855A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62154576A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-09 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6366855A (ja) | 1988-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4247604A (en) | Carbonate fuel cell anodes | |
| CA1164043A (en) | Molten carbonate fuel cell | |
| CA2038408C (en) | Carbonate fuel cell anodes | |
| JPH0746610B2 (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池正極及びその製造方法 | |
| JPH07240205A (ja) | 燃料電池およびアノードの製造方法 | |
| JPS61140072A (ja) | 燃料電池 | |
| CA1321108C (en) | Process for producing stabilized molten carbonate fuel cell porous anodes | |
| JPH0440832B2 (ja) | ||
| US3615840A (en) | Fuel cell and fuel cell electrode comprising a sulfurated compound of tungsten and oxygen | |
| US3269867A (en) | Fuel cell | |
| JPH0569267B2 (ja) | ||
| JPH0535547B2 (ja) | ||
| JP2988673B2 (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 | |
| JPH01204365A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池のアノード電極 | |
| JPH0261095B2 (ja) | ||
| JPH0412591B2 (ja) | ||
| JPH0520866B2 (ja) | ||
| JP2547752B2 (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池の構造部材の表面処理方法 | |
| JP2513638B2 (ja) | 耐溶融炭酸塩腐食材料の製造方法 | |
| JP2730074B2 (ja) | 燃料電池用負極 | |
| JPS6124165A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質保持体 | |
| JPS6017865A (ja) | 溶融塩燃料電池 | |
| JPS6044967A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| JP2708820B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質 | |
| JPS6171559A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 |