JPH06338337A - 直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents

直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池

Info

Publication number
JPH06338337A
JPH06338337A JP5129571A JP12957193A JPH06338337A JP H06338337 A JPH06338337 A JP H06338337A JP 5129571 A JP5129571 A JP 5129571A JP 12957193 A JP12957193 A JP 12957193A JP H06338337 A JPH06338337 A JP H06338337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode
fuel cell
nickel
reforming
electrolyte
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.)
Pending
Application number
JP5129571A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunsuke Taniguchi
俊輔 谷口
Naoya Nakanishi
直哉 中西
Toshihiko Saito
俊彦 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP5129571A priority Critical patent/JPH06338337A/ja
Publication of JPH06338337A publication Critical patent/JPH06338337A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解質による改質触媒の劣化を防止し、電池
の長寿命化を図ることのできる内部改質方式溶融炭酸塩
型燃料電池を提供することを目的とする。 【構成】 電解質を保持した電解質板1の両面にアノー
ド2とカソードとを配し、上記アノード2の背面側に
は、原料ガスを改質する改質触媒12を備えた原料ガス
通路を有する直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池に
おいて、上記改質触媒12とアノード2との間にニッケ
ル、又は、ニッケル系合金からなる繊維状金属であるニ
ッケルフェルトを設置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直接内部改質方式溶融
炭酸塩型燃料電池に関するものであり、特に触媒の炭酸
塩からの保護に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、酸化ニッケル
を主成分とするカソード、ニッケルを主成分とするアノ
ード、及び、リチウムアルミネートと電解質(炭酸リチ
ウム、炭酸カリウム)とからなる電解質板を用いて構成
した単セルとガス分離板とを交互に積層してなる電池ス
タックの各周面に、カソード、アノードにおいて用いら
れる反応ガスの給排用のマニホールドを取りつけて組み
立てられる。
【0003】上記した単セルの構造は、図6に示すよう
に電解質板101を介してアノード102、カソード1
03が設けられており、これら両電極102、103は
それぞれアノード枠、カソード枠104、105により
集電板106、107及びコルゲート板108、109
を介して押圧され、有孔の電解質板101の周辺部はア
ノード枠、カソード枠104、105のウェットシール
面110により封止される。
【0004】上記コルゲート板108、109は図7に
示すような構造であり、直接内部改質型燃料電池ではチ
ップ状の改質触媒111が、図8に示すようにアノード
側のコルゲート板108の凸部の内側、及び、凹部の窪
みに設けられている。この改質触媒111は、フィード
されてくるメタン等の原料ガスを水素リッチなガスに改
質し、この水素リッチガスがアノード102で燃料ガス
として使用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の直
接内部改質型燃料電池では、電解質がアノード電極また
はウェットシール部からしみだし、アノード側コルゲー
ト板の方につたってきた場合や、電解質がアノード電極
から蒸気となって飛散した場合、これらの電解質は集電
板の孔から流出し、コルゲート板内に配置された改質触
媒に付着してしまうことがある。
【0006】上記のように電解質が改質触媒に付着する
と、触媒活性の低下が起こり、電池寿命特性を低下させ
るという問題が生じる。本発明は、上記問題点に鑑み行
われたものであり、電解質による改質触媒の劣化を防止
し、電池の長寿命化を図ることのできる直接内部改質方
式溶融炭酸塩型燃料電池を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の発明は、電解質を保持した電解質板の
両面にアノードとカソードとを配し、上記アノードの背
面側には、原料ガスを改質する改質触媒を備えた原料ガ
ス通路を有する直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池
において、上記改質触媒とアノード電極との間にニッケ
ル、又は、ニッケル系合金からなる繊維状金属を設置す
ることを特徴とする。
【0008】請求項2記載の発明は、電解質を保持した
電解質板の両面にアノードとカソードとを配し、上記ア
ノードの背面側には、原料ガスを改質する改質触媒を備
えたコルゲート板が設けられた原料ガス通路を有する直
接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池において、上記コ
ルゲート板には、平坦な板の一方の主表面に窪みが点在
してもうけられ、各窪みの壁面に他の主表面に貫通する
ガス流通用の窓が開設され、一方、他方の主表面上であ
って、前記窪みと窪みとの間で、且つ、窓の開設部位で
なく窪み壁面の対向する所に改質触媒が配されており、
コルゲート板の窪みが凹設された主表面側にアノード極
が設置されていることを特徴とする。
【0009】また請求項3の発明は請求項2記載のコル
ゲート板の窪みがV型であることを特徴とする。さらに
請求項4の発明は、請求項2記載のコルゲート板に用い
る金属板として、ニッケル系合金にニッケルメッキ処理
を施したものを用いることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明を上記のように構成することにより以下
のように作用する。 ニッケル、又は、ニッケル系合金を材料とする金属
繊維を用いた際の作用 ニッケル、または、ニッケル系の合金は、溶融塩に対し
て接触角が大きいという特性を有している。従って、改
質触媒とアノードとの間に、ニッケル、または、ニッケ
ル系の合金を材料とする繊維状金属をもうけることによ
り、ウェットシール部から浸み出したり、或いはアノー
ド電極から蒸気となって飛散する電解液は、この繊維状
金属にはじかれることになり、改質触媒への電解液の付
着が防止される。また、繊維状金属は、多孔性であり、
ガスの透過性もよいので燃料改質ガスの電極への流入流
出において支障にならない。
【0011】さらに、ニッケル、及び、ニッケル系の合
金は高温(650℃)のアノードガス雰囲気下でも優れ
た安定性があり、腐食を起こし難い。 本発明のコルゲート板を用いた場合の作用 全ての改質触媒がコルゲート板によってアノード電極と
遮られており、このコルゲート板がアノード電極から浸
み出してくる電解質を遮断し改質触媒に付着するのを防
ぐことができる。
【0012】また、本発明においてはコルゲート板の窪
みがV型であることから、従来のものと比べてガス流通
のために設けられた孔の開口度が小さく電解質が改質触
媒の設られている箇所に侵入しにくくなり付着の防止を
行うことができる。さらに、コルゲート板にニッケルメ
ッキを施すことにより、上記したようにニッケルは、溶
融塩をはじくので、アノード電極から浸み出す電解質が
改質触媒に付着することをより効果的に防止する。
【0013】
【実施例】
(実施例1)本発明の一実施例について以下に説明を行
なう。図1は、本実施例の直接内部改質方式溶融炭酸塩
型燃料電池を示す図である。前記内部改質方式溶融炭酸
塩型燃料電池は、リチウムアルミネート粉末と有機バイ
ンダーとを用いたスラリーをテープキャスト法により作
製した電解質板1を有しており、この電解質板1の一方
の面にはニッケル合金多孔性焼結板からなるアノード2
が設けられ、電解質板1の他方の面にはリチウム化酸化
ニッケル多孔性焼結板からなるカソード3が設けられて
いる。前記カソード3の他面側には、ステンレス製のパ
ンチングメタル板からなる集電板4と、波板状を成し酸
化剤ガス通路を構成するカソード側波型コルゲート板5
と、カソード枠6とが順に積層されている。一方、前記
アノード2の他面側には、ニッケル製のパンチングメタ
ル板からなる集電板7と、ニッケルからなる金属繊維と
してニッケルフェルト8と、波板状を成し前記カソード
側波型コルゲート板5と垂直方向に燃料ガス通路を構成
するアノード側波型コルゲート板9と、電池内部側の底
面から側面にかけて電解質による濡れを防止するための
ニッケル板10が設けられたアノード枠11とが順に積
層されている。更にアノード側波型コルゲート板9に
は、改質触媒12として、ペレット状ニッケル系市販触
媒が充填保持されている。
【0014】そして、前記電解質板1、アノード2、カ
ソード3、ニッケルフェルト8、両集電板4、7、両波
型コルゲート板5、9、およびカソード枠6、アノード
枠11により単セルが構成され、この単セルを積層方向
に上下端板(図示せず)で締め付けることにより電池が
構成される。前記のように構成された250cm2 サイ
ズの単セルを用いた電池を作製した。このように作製し
た電池を以下、(a1 )電池と称する。 (実施例2)本発明の一例にかかる実施例2について以
下に説明を行う。
【0015】上記実施例1で設けられていたニッケルフ
ェルト8、集電板4を設けず、アノード側波型コルゲー
ト板9の代わりに図2、3に示すように平坦なインコネ
ルの板に対してV型の窪みに打ち抜くプレス加工がなさ
れているコルゲート板21を、V型の窪みの峰側がアノ
ード枠6側にあり、他方側がアノード極2側になるよう
に設けた。
【0016】上記コルゲート板のV型の窪みは、図3に
示すように複数の窪みからなる列がコルゲート板21の
周囲の辺と平行に成るように複数列設けられている。ま
た、この窪みの側面には、アノードガスの流れる方向A
と平行な方向が貫通するように、孔aが設けられてい
る。この孔aを通って、アノード極へ原料ガス、及び、
改質ガスが流入できるようになっている。改質触媒11
は、上記したようなコルゲート板の窪みが突出している
面側で、隣あう窪みと窪みとの間であり、しかも孔aが
設けられていない側面b同士が対向する側に設けられて
いる。
【0017】以上のこと以外は、上記実施例1と同様に
電池を作製した。尚、同様の部材には同じ符号を付し
た。このように作製した電池を、以下(a2 )電池と称
する。 (比較例)集電板7とアノード側波型コルゲート板9と
の間に、ニッケルフェルト8を用いない以外は、上記実
施例1と同様に電池を作製した。
【0018】このように作製された単セルを以下(x)
電池と称する。 (実験)本実施例の(a1 )電池、(a2 )電池、比較
例の(x)電池を用いて、電池特性と、電池の寿命を測
定したので、図4、5にその結果を示す。尚、実験の方
法としては、各電池の昇温を行い、温度が650℃にな
った時点で水蒸気を含むメタンガスを燃料ガスとしてア
ノード側に流入させ、改質触媒にて、水素ガスに改質さ
せ発電を行った。このとき発電は、電流密度150mA
/cm2 下で行い、電池特性が安定した後、開回路電圧
の変化と、電流密度150mA/cm2 の場合の電圧の
変化を測定した。この際使用した燃料ガス量は、メタン
ガスベースによる算出で、燃料利用率40%となるよう
に調整した。
【0019】図4、5から明らかなように、(a1 )電
池、(a2 )電池は、比較例(x)電池とは電池特性に
ついては、略同等であった。一方、電池の寿命について
は、開回路の場合、電流密度150mA/cm2 の場合
いずにおいても、(x)電池スタックの寿命より、本発
実施例の(a1 )電池、(a2 )電池の寿命が長いこと
が確認された。 (その他の事項) 上記実施例1では金属繊維の材料として、ニッケル
を用いたが、ニッケル以外にもニッケル系合金を材料と
して用いることができる。 上記実施例2のコルゲート板に、ニッケルメッキを
施すことによってさらに電解質の触媒への付着を防止す
ることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ニッケルまたはニッケル系合金からなる繊維状金属、或
いは、コルゲート板によって電解質が改質触媒に付着す
ることが防止される。これらのことにより、電解質によ
る改質触媒の触媒活性低下を防止することができ、電池
の長寿命化を図ることができるといった効果を奏した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例に係る実施例1の直接内部改質方
式溶融炭酸塩型燃料電池の要部断面図である。
【図2】本発明の一例にかかる実施例2の直接内部改質
方式溶融炭酸塩型燃料電池の要部断面図である。
【図3】本発明の一例にかかる実施例2の直接内部改質
方式溶融炭酸塩型燃料電池の要部斜視図である。
【図4】(a1 )電池の電池特性及び寿命を示す図であ
る。
【図5】(a2 )電池の電池特性及び寿命を示す図であ
る。
【図6】従来の直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池
の要部断面図である。
【図7】波型コルゲート板の形状を示す図である。
【図8】改質触媒を保持した状態のコルゲート板を示す
図である。
【符号の説明】
1 電解質板 2 アノード 3 カソード 8 ニッケルフェルト 21 コルゲート板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解質を保持した電解質板の両面にアノ
    ードとカソードとを配し、上記アノードの背面側には、
    原料ガスを改質する改質触媒を備えた原料ガス通路を有
    する直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池において、 上記改質触媒とアノード電極との間にニッケル、又は、
    ニッケル系合金からなる繊維状金属を設置することを特
    徴とする直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池。
  2. 【請求項2】 電解質を保持した電解質板の両面にアノ
    ードとカソードとを配し、上記アノードの背面側には、
    原料ガスを改質する改質触媒を備えたコルゲート板が設
    けられた原料ガス通路を有する直接内部改質方式溶融炭
    酸塩型燃料電池において、 上記コルゲート板には、平坦な板の一方の主表面に窪み
    が点在してもうけられ、各窪みの壁面に他の主表面に貫
    通するガス流通用の窓が開設され、一方、他方の主表面
    上であって、前記窪みと窪みとの間で、且つ、窓の開設
    部位でなく窪み壁面の対向する所に改質触媒が配されて
    おり、コルゲート板の窪みが凹設された主表面側にアノ
    ード極が設置されていることを特徴とする直接内部改質
    方式溶融炭酸塩型燃料電池。
  3. 【請求項3】 上記窪みがV型であることを特徴とする
    請求項2記載の直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電
    池。
  4. 【請求項4】 前記コルゲート板に用いる金属板とし
    て、ニッケル系合金にニッケルメッキ処理を施したもの
    を用いることを特徴とする請求項2記載の直接内部改質
    方式溶融炭酸塩型燃料電池。
JP5129571A 1993-05-31 1993-05-31 直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池 Pending JPH06338337A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5129571A JPH06338337A (ja) 1993-05-31 1993-05-31 直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5129571A JPH06338337A (ja) 1993-05-31 1993-05-31 直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06338337A true JPH06338337A (ja) 1994-12-06

Family

ID=15012768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5129571A Pending JPH06338337A (ja) 1993-05-31 1993-05-31 直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06338337A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5232792A (en) Cell separator plate used in fuel cell stacks
US5227267A (en) Disc electrode and busbar for an electrochemical battery
US4637970A (en) Lead-titanium, bipolar electrode in a lead-acid battery
US7985512B2 (en) Bipolar separator plate for use in a fuel cell assembly and for preventing poisoning of reforming catalyst
US3069486A (en) Electrochemical electrode structure
US20110311877A1 (en) Metal foil for secondary battery and secondary battery
CA2040344A1 (en) Fully Internal Manifolded and Internal Reformed Fuel Cell Stack
CN101589487A (zh) 锂二次电池
US4683648A (en) Lead-titanium, bipolar electrode in a lead-acid battery
JP2004039593A (ja) 金属空気燃料電池のアノード構造
JP2000077054A (ja) 電池とその製造方法
JPH0736334B2 (ja) 溶融炭酸塩形燃料電池の電極
JPH06338337A (ja) 直接内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池
JP3791702B2 (ja) 平板状固体電解質燃料電池
JP3280819B2 (ja) 内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池
KR0155849B1 (ko) 용융탄산염 연료전지 및 그 제조방법
JP4729485B2 (ja) 電気化学的半電池
JPH0218552B2 (ja)
JPS6247968A (ja) 内部改質を行う溶融炭酸塩型燃料電池
JPH07183038A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池用集電板
Kim et al. Metallization pattern on solid electrolyte or porous support of sodium battery process
KR20120075232A (ko) 반응 면적이 증가된 평판형 고체산화물 연료전지 및 그의 제조방법
KR100671426B1 (ko) 연료전지용 분리판
JPH11162480A (ja) 流路一体型電極を備えたスタック構造とその製造方法
JPH039589B2 (ja)