JPH0622160B2 - 電解質の組成定量方法 - Google Patents
電解質の組成定量方法Info
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- JPH0622160B2 JPH0622160B2 JP61313503A JP31350386A JPH0622160B2 JP H0622160 B2 JPH0622160 B2 JP H0622160B2 JP 61313503 A JP61313503 A JP 61313503A JP 31350386 A JP31350386 A JP 31350386A JP H0622160 B2 JPH0622160 B2 JP H0622160B2
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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主要な構成要素の一
つである電解質の組成分析法に関する。より詳しくは、
LiAlO2−Al2O3−Li2CO3−K2CO3からなる電解質板中の炭
酸塩（Li2CO3-K2CO3）の組成定量方法に関する。
つである電解質の組成分析法に関する。より詳しくは、
LiAlO2−Al2O3−Li2CO3−K2CO3からなる電解質板中の炭
酸塩（Li2CO3-K2CO3）の組成定量方法に関する。
燃料電池の開発が活発に行われるようになり、溶融炭酸
塩型燃料電池では電解質として各種アルカリ金属の炭酸
塩が用いられ、一般に炭酸リチウム／炭酸カリウム（Li
2CO3／K2CO3）の二元系であることが多い。電解質は電
解質保持材（例：LiAlO2）と混合して成形し、電解質板
とて用いられる。このような電解質板の配合割合の一例
を示すと電解質保持材と電解質の重量比率で40％LiAl
O2，28％K2CO3，32％Li2CO3のレベルになっている。こ
の時の電解質板の厚さは設計や製法によって異なるが１
mm前後の薄い板状のものである。この電解質板は、カソ
ードおよびアノード電極板に挾まれた構造で用いられ、
電解質板中の電解質の組成は電池特性などに影響する。
また、電解質板中の炭酸塩が運転中に損失し寿命に影響
することとがある。そこで、電池の研究開発にとって電
解質板組成の定量的な評価が必要で、かつ重要であり、
精度よく迅速に定量する方法が求められている。
塩型燃料電池では電解質として各種アルカリ金属の炭酸
塩が用いられ、一般に炭酸リチウム／炭酸カリウム（Li
2CO3／K2CO3）の二元系であることが多い。電解質は電
解質保持材（例：LiAlO2）と混合して成形し、電解質板
とて用いられる。このような電解質板の配合割合の一例
を示すと電解質保持材と電解質の重量比率で40％LiAl
O2，28％K2CO3，32％Li2CO3のレベルになっている。こ
の時の電解質板の厚さは設計や製法によって異なるが１
mm前後の薄い板状のものである。この電解質板は、カソ
ードおよびアノード電極板に挾まれた構造で用いられ、
電解質板中の電解質の組成は電池特性などに影響する。
また、電解質板中の炭酸塩が運転中に損失し寿命に影響
することとがある。そこで、電池の研究開発にとって電
解質板組成の定量的な評価が必要で、かつ重要であり、
精度よく迅速に定量する方法が求められている。
前記電解質板の組成定量について本件出願人は先に、従
来の分析技術の適用上の問題点を解決した方法を特願昭
61−87731 として提案している。その特徴は電解質板を
ガラスビート化する試料の調製法を確立し、AlとＫをけ
い光Ｘ線分析法で電解質保持材と電解質を同時に定量す
る方法である。この方法では、電解質板中の電解質保持
材がリチウムアルミネート（LiAlO2）で電解質が炭酸リ
チウム／炭酸カリウム（Li2CO3／K2CO3）からなる場合
の組成定量に有効であり、電解質のみの組成定量も可能
である。
来の分析技術の適用上の問題点を解決した方法を特願昭
61−87731 として提案している。その特徴は電解質板を
ガラスビート化する試料の調製法を確立し、AlとＫをけ
い光Ｘ線分析法で電解質保持材と電解質を同時に定量す
る方法である。この方法では、電解質板中の電解質保持
材がリチウムアルミネート（LiAlO2）で電解質が炭酸リ
チウム／炭酸カリウム（Li2CO3／K2CO3）からなる場合
の組成定量に有効であり、電解質のみの組成定量も可能
である。
しかし、近年、溶融炭酸塩型燃料電池の研究開発におい
て、電解質板の性能向上のため組成の改善が行われ、例
えば電解質保持材としてリチウムアルミネート（LiAl
O2）に酸化アルミニウム（Al2O3）が加えられることが
ある。これと前記電解質からなる場合は電池稼動時の温
度が600 〜700 ℃と高いことから、電解質保持材を一部
をAl2O3と電解質の一部のLi2CO3が次式の反応でリチウ
ムアルミネート（LiAlO2）を形成し、電解質板中での組
成変化を起す場合がある。
て、電解質板の性能向上のため組成の改善が行われ、例
えば電解質保持材としてリチウムアルミネート（LiAl
O2）に酸化アルミニウム（Al2O3）が加えられることが
ある。これと前記電解質からなる場合は電池稼動時の温
度が600 〜700 ℃と高いことから、電解質保持材を一部
をAl2O3と電解質の一部のLi2CO3が次式の反応でリチウ
ムアルミネート（LiAlO2）を形成し、電解質板中での組
成変化を起す場合がある。
Al2O3＋Li2CO3→2LiAlO2＋CO2 …………(1) このために、AlとＫを定量してLiAlO2とK2CO3に換算
し、残分をLi2CO3量とする従来の組成定量法では、実在
の組成とは異なりLiAlO2は高めの値となり、Li2CO3は低
めの値になる問題を生ずることになるため、そのまま適
用できない欠点がある。すなわち、その組成がLiAlO2-A
l2O3-Li2CO3-K2CO3 からなる電解質板中の電解質の炭酸
塩（Li2CO3，K2CO3）の定量は、一般に酸性溶液（例え
ば酢酸）で抽出されLiとＫの定量が行われる。しかし、
Liの定量では電解質保持材のLiAlO2中の不純物としての
Liが影響し、Li2CO3の正確な定量ができない。この不純
物としてのLiは、LiAlO2の製法が酸化アルミニウム(Al2
O3)と水酸化リチウム（LiOH）を熱処理して(2)式のよう
にリチウムアルミネート（LiAlO2）を作る過程で発生す
る。
し、残分をLi2CO3量とする従来の組成定量法では、実在
の組成とは異なりLiAlO2は高めの値となり、Li2CO3は低
めの値になる問題を生ずることになるため、そのまま適
用できない欠点がある。すなわち、その組成がLiAlO2-A
l2O3-Li2CO3-K2CO3 からなる電解質板中の電解質の炭酸
塩（Li2CO3，K2CO3）の定量は、一般に酸性溶液（例え
ば酢酸）で抽出されLiとＫの定量が行われる。しかし、
Liの定量では電解質保持材のLiAlO2中の不純物としての
Liが影響し、Li2CO3の正確な定量ができない。この不純
物としてのLiは、LiAlO2の製法が酸化アルミニウム(Al2
O3)と水酸化リチウム（LiOH）を熱処理して(2)式のよう
にリチウムアルミネート（LiAlO2）を作る過程で発生す
る。
Al2O3＋2LiOH→2LiAlO2＋H2O …………(2) この時のLiOHの未反応物や過剰に加えたものが遊離のLi
OHまたはLi2Oの形で残留しているためと思われる。した
がってＫの定量化を考慮しなければならないがＫのみの
定量ではLi2CO3とK2CO3からなる電解質の炭酸塩の組成
を求めることができない。
OHまたはLi2Oの形で残留しているためと思われる。した
がってＫの定量化を考慮しなければならないがＫのみの
定量ではLi2CO3とK2CO3からなる電解質の炭酸塩の組成
を求めることができない。
また、炭酸塩の全炭酸を求めるには一般に中和滴定法が
あるが、前記酸性溶液による抽出の過程で一部炭酸ガス
として損失していることにさらに抽出液の酸の影響で炭
酸の正確な定量ができない。抽出法を温水抽出法として
適用した場合にも炭酸の炭酸ガスとしての損失があるた
め適さない。つまり、他の炭酸（炭酸イオン）の分析方
法を例えば▲ＣＯ2- 3▼のイオンクロマトグラフィーで
行う場合においても試料液の調製法に問題があり、その
まま適用できない欠点がある。
あるが、前記酸性溶液による抽出の過程で一部炭酸ガス
として損失していることにさらに抽出液の酸の影響で炭
酸の正確な定量ができない。抽出法を温水抽出法として
適用した場合にも炭酸の炭酸ガスとしての損失があるた
め適さない。つまり、他の炭酸（炭酸イオン）の分析方
法を例えば▲ＣＯ2- 3▼のイオンクロマトグラフィーで
行う場合においても試料液の調製法に問題があり、その
まま適用できない欠点がある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は
酸化アルミニウム（Al2O3）をその組成に含む電解質板
であっても、電解質板中の電解質を電解質保持材のセミ
ックから抽出して、短時間に正角な定量分析結果が得ら
れる分析法を提供することにある。
酸化アルミニウム（Al2O3）をその組成に含む電解質板
であっても、電解質板中の電解質を電解質保持材のセミ
ックから抽出して、短時間に正角な定量分析結果が得ら
れる分析法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、リチウ
ムアルミネートと酸化アルミニウムからなる電解質保持
材と炭酸リチウムと炭酸カリウムからなる電解質とを混
合成形してなる溶融炭酸塩型燃料電池における電解質板
であって、この電解質板における前記電解質を定量する
方法において、前記電解質板の電解質をｐＨが８以上の
抽出用液で常温において超音波抽出した後、この抽出用
液中のカリウムイオン量と全炭酸イオン量とをイオンク
ラマトグラフィーによって測定し、測定したカリウムイ
オン量を炭酸カリウム量に換算して炭酸カリウム量を求
め、測定した全炭酸イオン量から炭酸カリウム中の炭酸
イオン量を減じた残りの炭酸イオン量を炭酸リチウム量
に換算して炭酸リチウム量を求めることとする。
ムアルミネートと酸化アルミニウムからなる電解質保持
材と炭酸リチウムと炭酸カリウムからなる電解質とを混
合成形してなる溶融炭酸塩型燃料電池における電解質板
であって、この電解質板における前記電解質を定量する
方法において、前記電解質板の電解質をｐＨが８以上の
抽出用液で常温において超音波抽出した後、この抽出用
液中のカリウムイオン量と全炭酸イオン量とをイオンク
ラマトグラフィーによって測定し、測定したカリウムイ
オン量を炭酸カリウム量に換算して炭酸カリウム量を求
め、測定した全炭酸イオン量から炭酸カリウム中の炭酸
イオン量を減じた残りの炭酸イオン量を炭酸リチウム量
に換算して炭酸リチウム量を求めることとする。
本発明では、先ず、電解質板の電解質を抽出する。炭酸
リチウム（Li2CO3）と炭酸カリウム(K2CO3)とは、抽出
液中において、2Li ＋＋CO3 2- と2K+ ＋CO3 2-とに解離
している。
リチウム（Li2CO3）と炭酸カリウム(K2CO3)とは、抽出
液中において、2Li ＋＋CO3 2- と2K+ ＋CO3 2-とに解離
している。
ここで、電解質保持板であるリチウムアルミネート(LiA
lO2)のLi＋も溶解して抽出液中に存在している。
lO2)のLi＋も溶解して抽出液中に存在している。
そこで、先ずＫ＋と全CO3 2- とをそれぞれイオンクロマ
トグラフィーによって定量する。これにより、抽出液中
での濃度が判り、抽出液の量からそれぞれの絶対量(g
数)が求められる。
トグラフィーによって定量する。これにより、抽出液中
での濃度が判り、抽出液の量からそれぞれの絶対量(g
数)が求められる。
求めたＫ＋量を原子量を用いてK2CO3 に換算する。
このK2CO3 に含まれるCO3 2- の量を、予め求めた全CO3
2- 量から減じる。するとその残分がLi2CO3のCO3 2- 量
となる。
2- 量から減じる。するとその残分がLi2CO3のCO3 2- 量
となる。
その残分のCO3 2- 量を、原子量を用いてLi2CO3に換算す
る。
る。
以上により電解質中の炭酸リチウム量と炭酸カリウム量
とが求められる。
とが求められる。
〔実施例〕 以下に本発明を実施例に基づき説明する。電解質の組成
管理においては、分析試料の調製方法とその測定法の適
用が重要である。まずはじめに、分析試料の調製方法に
関して述べる。
管理においては、分析試料の調製方法とその測定法の適
用が重要である。まずはじめに、分析試料の調製方法に
関して述べる。
電解質の抽出法は、次の要件を満足するように諸条件を
検討した。
検討した。
抽出操作が容易で、電解質保持材のセラミックから電
解質の炭酸が完全に溶出できること。
解質の炭酸が完全に溶出できること。
抽出操作中に試料成分（例：炭酸等）の損失がないこ
と。
と。
電解質成分の測定に関し、抽出液中の成分濃度が検出
に十分な濃度レベル（例：１ppm以上）であること。
に十分な濃度レベル（例：１ppm以上）であること。
以上のことから前記要件を満足するものとして種々検討
した結果、抽出は共栓付三角フラスコ（容量100ml）を
用い試料量0.1g／抽出用水100mlで超音波抽出（10分
間）とした。試料量と抽出液量の設定は、前記炭酸塩の
25℃における溶解度がLi2CO3（1.28g/100ml），K2CO
3（52.85g／100ml）でその水溶液中ではLi+ ，Ｋ＋，▲
CO2- 3▼または▲HCO- 3▼で存在すること、さらに実試料
を抽出した場合、液中の成分濃度が数十ppm〜数百ppmレ
ベルになることから検出に十分であり、これを選定し
た。抽出時間は前記溶解度を参考に抽出実験における回
収率の検討結果から、数分の抽出で十分であることが分
り10分間を選定した。さらに、この超音波抽出によれば
電解質板中からの炭酸塩の抽出が容易でかつ操作が簡便
に行える利点がある。
した結果、抽出は共栓付三角フラスコ（容量100ml）を
用い試料量0.1g／抽出用水100mlで超音波抽出（10分
間）とした。試料量と抽出液量の設定は、前記炭酸塩の
25℃における溶解度がLi2CO3（1.28g/100ml），K2CO
3（52.85g／100ml）でその水溶液中ではLi+ ，Ｋ＋，▲
CO2- 3▼または▲HCO- 3▼で存在すること、さらに実試料
を抽出した場合、液中の成分濃度が数十ppm〜数百ppmレ
ベルになることから検出に十分であり、これを選定し
た。抽出時間は前記溶解度を参考に抽出実験における回
収率の検討結果から、数分の抽出で十分であることが分
り10分間を選定した。さらに、この超音波抽出によれば
電解質板中からの炭酸塩の抽出が容易でかつ操作が簡便
に行える利点がある。
次に、抽出液中のイオン種のうち陽イオン（例：Ｋ+な
と）は一般に安定であるが、陰イオン（例：▲CO2- 3▼
など）は安定性に欠ける。そこで炭酸イオンの分析を目
的にその挙動把握が重要であり、次の条件のもとで実験
した。
と）は一般に安定であるが、陰イオン（例：▲CO2- 3▼
など）は安定性に欠ける。そこで炭酸イオンの分析を目
的にその挙動把握が重要であり、次の条件のもとで実験
した。
１）抽出用液のpHと炭酸イオン（▲CO2- 3▼＋▲HCO
- 3▼）の回収率の検討 試料液：特級試薬のK2CO3 から調製した▲CO2- 3▼100
ppmを含む液100ml。
- 3▼）の回収率の検討 試料液：特級試薬のK2CO3 から調製した▲CO2- 3▼100
ppmを含む液100ml。
pHは４〜12に調整〔蒸留水をH2SO4とNaOHでpH調整〕。
抽出法：超音波・10分間実施。
炭酸イオンの分析：イオンクロマトグラフィーによる
定量。
定量。
第１図は、本発明の実施例の抽出用液のpHと炭酸イオン
（▲HCO- 3▼＋▲CO2- 3▼）の回収率の関係を説明するた
めのものである。一般に炭酸物質は水溶液中のpHの違い
によってH2CO3，▲HCO- 3▼と▲CO2- 3▼で存在する。pH
４出では▲HCO- 3▼と▲CO2- 3▼で存在するが、イオンク
ロマトグラフィーでは▲HCO- 3▼と▲CO2- 3▼は分離せず
その合量で検出されるため、炭酸イオンは（（▲HCO- 3
▼＋▲CO2- 3▼）として示した。これによって、抽出用
液のpHが８以上で炭酸イオンはほぼ100％回収できるこ
とが分った。さらに、pH12以上でも同じ傾向であるが、
アルカリ濃度が高過ぎると長期的には使用器具や測定機
器の劣化を生じ適当でない。また、pHの低い方では炭酸
ガスとして一部揮散するものがあり回収率が低下すると
考えられる。つまり、実用的には抽出用液のpHが８〜12
が適している。
（▲HCO- 3▼＋▲CO2- 3▼）の回収率の関係を説明するた
めのものである。一般に炭酸物質は水溶液中のpHの違い
によってH2CO3，▲HCO- 3▼と▲CO2- 3▼で存在する。pH
４出では▲HCO- 3▼と▲CO2- 3▼で存在するが、イオンク
ロマトグラフィーでは▲HCO- 3▼と▲CO2- 3▼は分離せず
その合量で検出されるため、炭酸イオンは（（▲HCO- 3
▼＋▲CO2- 3▼）として示した。これによって、抽出用
液のpHが８以上で炭酸イオンはほぼ100％回収できるこ
とが分った。さらに、pH12以上でも同じ傾向であるが、
アルカリ濃度が高過ぎると長期的には使用器具や測定機
器の劣化を生じ適当でない。また、pHの低い方では炭酸
ガスとして一部揮散するものがあり回収率が低下すると
考えられる。つまり、実用的には抽出用液のpHが８〜12
が適している。
２）抽出時の液の温度と炭酸イオン（▲HCO- 3▼＋▲CO
2- 3▼）の回収率の検討。
2- 3▼）の回収率の検討。
試料液：特級試薬のK2CO3から調整した▲CO2- 3▼100p
pmを含む液100ml。
pmを含む液100ml。
温度は10〜40に調整。
試料液のpH：8.5 抽出法：超音波・10分間実施 炭酸イオンの分析：イオンクロマトグラフィーによる
定量 第２図は、本発明の実施例の抽出時の液の温度と炭酸イ
オン（▲HCO- 3▼）＋（▲CO2- 3▼）の回収率の関係を説
明するためのものである。これによって、抽出時の液の
温度は30℃以下で炭酸イオンはほぼ100％回収できるこ
とが分った。また、10℃以下では液の冷却装置が必要と
なり実用的でないこと、０℃以下では液が氷結して分析
できない。40℃以上では炭酸ガスと揮散と思われる約５
％以上の回収率の低下が起り正確な定量ができない。つ
まり、実用的には抽出時の液の温度が10〜30℃が適して
いる。これは室温（常温）で抽出を行うことができる利
点がある。
定量 第２図は、本発明の実施例の抽出時の液の温度と炭酸イ
オン（▲HCO- 3▼）＋（▲CO2- 3▼）の回収率の関係を説
明するためのものである。これによって、抽出時の液の
温度は30℃以下で炭酸イオンはほぼ100％回収できるこ
とが分った。また、10℃以下では液の冷却装置が必要と
なり実用的でないこと、０℃以下では液が氷結して分析
できない。40℃以上では炭酸ガスと揮散と思われる約５
％以上の回収率の低下が起り正確な定量ができない。つ
まり、実用的には抽出時の液の温度が10〜30℃が適して
いる。これは室温（常温）で抽出を行うことができる利
点がある。
次に本発明の電解質の組成定量に関し、Li2CO3とK2CO3
の濃度測定法について述べる。分析試料は前記超音波抽
出法によって調製して用いる。成分の検出方法はイオン
クロマトグラフィーで、抽出液中のK+，▲CO2- 3▼の電
気伝導度に基くピーク高さ(mm)を求め、予め標準液の成
分濃度とピーク高さの関係を検量線化したものを適用
し、濃度測定を行う。この方法は試料液のpHに関係なく
直接成分の分離測定ができる利点がある。電解質の炭酸
塩（Li2CO3とK2CO3）は抽出液中の成分〔K+，（▲HCO- 3
▼）＋（▲CO2- 3▼）〕の濃度から絶対量を求め、抽出
に用いた試料量との関係からK2CO3量を求め欠いでLi2CO
3量を算出し電解質の組成定量ができる。
の濃度測定法について述べる。分析試料は前記超音波抽
出法によって調製して用いる。成分の検出方法はイオン
クロマトグラフィーで、抽出液中のK+，▲CO2- 3▼の電
気伝導度に基くピーク高さ(mm)を求め、予め標準液の成
分濃度とピーク高さの関係を検量線化したものを適用
し、濃度測定を行う。この方法は試料液のpHに関係なく
直接成分の分離測定ができる利点がある。電解質の炭酸
塩（Li2CO3とK2CO3）は抽出液中の成分〔K+，（▲HCO- 3
▼）＋（▲CO2- 3▼）〕の濃度から絶対量を求め、抽出
に用いた試料量との関係からK2CO3量を求め欠いでLi2CO
3量を算出し電解質の組成定量ができる。
以下に測定法の詳細について述べる。第３図は、本発明
の実施例のLi2CO3とK2CO3 の濃度測定法を説明するため
のイオンクロマトグラフィーの測定概略図である。分析
試料液の約１mlを分析試料液注入口11より注入すると、
このうち0.1 mlがポンプ13に送られた溶離液12とともに
分離カラムに送られる。ここでイオン種は、溶離クロマ
トグラフィーにより分離され、さらに除去カラム15に導
かれ分離カラム14から流れてきた溶離液が除去あるいは
中和される。このようにして目的イオン種のみが除去カ
ラム15より電導度セル16に入り電導度計17により測定さ
れ、記録計18に表示される。測定が終了すると廃水19と
なる。分離カラム14における陽イオン相互の分離，ある
いは炭酸イオン相互の分離は、イオンのイオン交換樹脂
との親和性，水和イオン半径の大小，van der Weals の
相互作用によってなされる。
の実施例のLi2CO3とK2CO3 の濃度測定法を説明するため
のイオンクロマトグラフィーの測定概略図である。分析
試料液の約１mlを分析試料液注入口11より注入すると、
このうち0.1 mlがポンプ13に送られた溶離液12とともに
分離カラムに送られる。ここでイオン種は、溶離クロマ
トグラフィーにより分離され、さらに除去カラム15に導
かれ分離カラム14から流れてきた溶離液が除去あるいは
中和される。このようにして目的イオン種のみが除去カ
ラム15より電導度セル16に入り電導度計17により測定さ
れ、記録計18に表示される。測定が終了すると廃水19と
なる。分離カラム14における陽イオン相互の分離，ある
いは炭酸イオン相互の分離は、イオンのイオン交換樹脂
との親和性，水和イオン半径の大小，van der Weals の
相互作用によってなされる。
第４図に標準液中のLi+，K+をイオンクロマトグラフィ
ーの手法で分析したクロマトグラムを示した。これによ
れば、共存するLi+ とK+の分離測定ができることが分
る。第５図に標準液中に有機酸（カルボン酸）が共存す
る時の炭酸イオン（▲CO2- 3▼）をイオンクロマトグラ
フィーの手法で分析したクロマトグラムを示した。これ
によれば▲CO2- 3▼の分離測定ができることが分る。ま
た、イオンクロマトグラフィーの手法を使えばＫ+は10
以内，▲CO2- 3▼は20分以内で検出できる。従来の化学
分析法（炎光光度法，原子吸光光度法，滴定法）の操作
が約２時間の分析時間を要していたのに比し、短時間の
うちに容易に分析できることも分る。
ーの手法で分析したクロマトグラムを示した。これによ
れば、共存するLi+ とK+の分離測定ができることが分
る。第５図に標準液中に有機酸（カルボン酸）が共存す
る時の炭酸イオン（▲CO2- 3▼）をイオンクロマトグラ
フィーの手法で分析したクロマトグラムを示した。これ
によれば▲CO2- 3▼の分離測定ができることが分る。ま
た、イオンクロマトグラフィーの手法を使えばＫ+は10
以内，▲CO2- 3▼は20分以内で検出できる。従来の化学
分析法（炎光光度法，原子吸光光度法，滴定法）の操作
が約２時間の分析時間を要していたのに比し、短時間の
うちに容易に分析できることも分る。
第６図にイオンクロマトグラフィーにより電解質の成分
（K+，▲CO2- 3▼）を定量する際の検量線の一例を示し
た。これは、クロマトグラムのK+，▲CO2- 3▼のピーク
高さとK+，▲CO2- 3▼の濃度との関係を示す。この例に
おいては、特級試薬の塩化カリウム，炭酸ナトリウムを
所定のK+，▲CO2- 3▼の各濃度に対応するように調製し
た標準液のクロマトグラムのピーク高さを所定の感度で
実験的に求めて作成した。実験式は次のとおりである。
（K+，▲CO2- 3▼）を定量する際の検量線の一例を示し
た。これは、クロマトグラムのK+，▲CO2- 3▼のピーク
高さとK+，▲CO2- 3▼の濃度との関係を示す。この例に
おいては、特級試薬の塩化カリウム，炭酸ナトリウムを
所定のK+，▲CO2- 3▼の各濃度に対応するように調製し
た標準液のクロマトグラムのピーク高さを所定の感度で
実験的に求めて作成した。実験式は次のとおりである。
K+濃度(mg/)＝0.320x＋0.96（ｘ：ピーク高さ） 直線性は良好であり相関係数が0.9999である。
▲CO2- 3▼濃度(mg/)＝0.793x−1.18（ｘ：ピーク高
さ） 直線性は良好であり相関係数が0.9998である。
さ） 直線性は良好であり相関係数が0.9998である。
本検量線の定量範囲はK+，▲CO2- 3▼とも５〜40mg/
で、繰り返し分析精度は変動係数で1.38％以下であり精
度が高い。先に述べた試料調製法によれば試料量0.1g／
100ml で前記定量範囲の濃度レベルに調製できる場合が
多く十分適用できることが分った。
で、繰り返し分析精度は変動係数で1.38％以下であり精
度が高い。先に述べた試料調製法によれば試料量0.1g／
100ml で前記定量範囲の濃度レベルに調製できる場合が
多く十分適用できることが分った。
次に、本発明を適用した具体的な分析結果について述べ
る。試料は成分の重量比率で、35％LiAlO2-10％Al2O3-3
0％Li2CO3-25％K2CO3 に配合した所定の処理を行い調整
したものである。本発明による電解質の組成定量方法を
適用し、K+量を求めてK2CO3に換算して定量し、全炭酸
イオン量からK2CO3の炭酸イオン量を減じた後、残分の
炭酸イオン量からLi2CO3量を求めた結果の例を第１表に
示す。また、相対誤差は次式より求めた。
る。試料は成分の重量比率で、35％LiAlO2-10％Al2O3-3
0％Li2CO3-25％K2CO3 に配合した所定の処理を行い調整
したものである。本発明による電解質の組成定量方法を
適用し、K+量を求めてK2CO3に換算して定量し、全炭酸
イオン量からK2CO3の炭酸イオン量を減じた後、残分の
炭酸イオン量からLi2CO3量を求めた結果の例を第１表に
示す。また、相対誤差は次式より求めた。
第１表において、電解質の炭酸塩（Li2CO3，K2CO3）の
定量値は配合組成値に良く一致した結果が得られた。こ
の時の相対誤差が2.4％以下で定量できる良好な方法で
あることが分る。
定量値は配合組成値に良く一致した結果が得られた。こ
の時の相対誤差が2.4％以下で定量できる良好な方法で
あることが分る。
本発明の電解質の組成定量方法の適用によって迅速に精
度よく定量分析ができたことにより、電解質の組成管理
が容易になった。また、運転前後の電池構成部材の電解
質の組成定量への適用によって迅速な組成評価が可能に
なったことは極めて実用性の高い方法といえる。
度よく定量分析ができたことにより、電解質の組成管理
が容易になった。また、運転前後の電池構成部材の電解
質の組成定量への適用によって迅速な組成評価が可能に
なったことは極めて実用性の高い方法といえる。
溶融炭酸塩型燃料電池の電解質の組成管理および評価で
は、各電池構成部材での定量が必要であるが、本発明に
よれば分析試料の調製はpHが８以上の抽出用液を用い、
常温での超音波抽出法としたため、炭酸塩の抽出効率が
高く試料成分の損失がない簡便な方法である。また、イ
オンクロマトグラフィーによって電解質成分の分離定量
ができるようにしたため、共存成分の影響がなく迅速に
正確な結果が得られる。さらに本発明によれば少ない試
料量で精度の高い電解質の組成定量ができ、溶融炭酸塩
型燃料電池の電解質分析への適用効果は大きい。
は、各電池構成部材での定量が必要であるが、本発明に
よれば分析試料の調製はpHが８以上の抽出用液を用い、
常温での超音波抽出法としたため、炭酸塩の抽出効率が
高く試料成分の損失がない簡便な方法である。また、イ
オンクロマトグラフィーによって電解質成分の分離定量
ができるようにしたため、共存成分の影響がなく迅速に
正確な結果が得られる。さらに本発明によれば少ない試
料量で精度の高い電解質の組成定量ができ、溶融炭酸塩
型燃料電池の電解質分析への適用効果は大きい。
第１図は試料抽出用液のpHと炭酸イオンの回収率の関係
を説明するためのグラフ、第２図は試料抽出時の液の温
度と炭酸イオンの回収率の関係を説明するためのグラ
フ、第３図は電解質（Li2CO3，K2CO3）の濃度測定法を
説明するためのイオンクロマトグラフィーの測定概略
図、第４図は試料液中のLi+，K+の分離測定法を説明す
るためのクロマトグラム、第５図は試料液中の▲CO2- 3
▼の分離定量法を説明するためのクロマトグラム、第６
図は試料液中のK+，▲CO2- 3▼の定量法を説明するため
の検量線図である。 11……分析試料液入口、12……溶離液、13……ポンプ、
14……分離カラム、15……除去カラム、16……電動度セ
ル、17……電動度計、18……記録計、19……廃水。
を説明するためのグラフ、第２図は試料抽出時の液の温
度と炭酸イオンの回収率の関係を説明するためのグラ
フ、第３図は電解質（Li2CO3，K2CO3）の濃度測定法を
説明するためのイオンクロマトグラフィーの測定概略
図、第４図は試料液中のLi+，K+の分離測定法を説明す
るためのクロマトグラム、第５図は試料液中の▲CO2- 3
▼の分離定量法を説明するためのクロマトグラム、第６
図は試料液中のK+，▲CO2- 3▼の定量法を説明するため
の検量線図である。 11……分析試料液入口、12……溶離液、13……ポンプ、
14……分離カラム、15……除去カラム、16……電動度セ
ル、17……電動度計、18……記録計、19……廃水。
Claims (2)
- 【請求項１】リチウムアルミネートと酸化アルミニウム
からなる電解質保持材と炭酸リチウムと炭酸カリウムか
らなる電解質とを混合成形してなる溶融炭酸塩型燃料電
池における電解質板であって、この電解質板における前
記電解質を定量する方法において、前記電解質板の電解
質をｐＨが８以上の抽出用液で常温において超音波抽出
した後、この抽出溶液中のカリウムイオン量と全炭酸イ
オン量とをイオンクロマトグラフィーによって測定し、
測定したカリウムイオン量を炭酸カリウム量に換算して
炭酸カリウム量を求め、測定した全炭酸イオン量から炭
酸カリウム中の炭酸イオン量を減じた残りの炭酸イオン
量を炭酸リチウム量に換算して炭酸リチウム量を求める
ことを特徴とする電解質の組成定量方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、抽出用液のｐＨが８〜１２であって抽出時の温度が
１０〜３０℃であることを特徴とする電解質の組成定量
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61313503A JPH0622160B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 電解質の組成定量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61313503A JPH0622160B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 電解質の組成定量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164171A JPS63164171A (ja) | 1988-07-07 |
| JPH0622160B2 true JPH0622160B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=18042093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61313503A Expired - Lifetime JPH0622160B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 電解質の組成定量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622160B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020209615A1 (ko) * | 2019-04-08 | 2020-10-15 | 솔브레인 주식회사 | 전해액 분석용 이온 교환 크로마토그래피 시스템, 전해액 내 리튬 염 정량분석방법 및 이를 이용한 전해액의 제조방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100368801C (zh) * | 2006-07-21 | 2008-02-13 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种测定锂离子电池电解液中有机组分的方法 |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP61313503A patent/JPH0622160B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020209615A1 (ko) * | 2019-04-08 | 2020-10-15 | 솔브레인 주식회사 | 전해액 분석용 이온 교환 크로마토그래피 시스템, 전해액 내 리튬 염 정량분석방법 및 이를 이용한 전해액의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63164171A (ja) | 1988-07-07 |
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