JPH0750168A - 溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材Info
- Publication number
- JPH0750168A JPH0750168A JP5212255A JP21225593A JPH0750168A JP H0750168 A JPH0750168 A JP H0750168A JP 5212255 A JP5212255 A JP 5212255A JP 21225593 A JP21225593 A JP 21225593A JP H0750168 A JPH0750168 A JP H0750168A
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- Japan
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- fuel cell
- molten carbonate
- weight
- carbonate fuel
- separator material
- Prior art date
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-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 すぐれた高温強度を有する溶融炭酸塩燃料電
池のセパレータ材を提供する。 【構成】 溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材が、重量
％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｃｒ：６〜２５％、Ｆｅ：
５〜１０％を含有し、さらに必要に応じてＡｌ：０．５
〜３％を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組
成を有するＮｉ基合金の芯材の片面、または両面に、純
Ｎｉの皮材をクラッドしてなる複合板材からなる。
池のセパレータ材を提供する。 【構成】 溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材が、重量
％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｃｒ：６〜２５％、Ｆｅ：
５〜１０％を含有し、さらに必要に応じてＡｌ：０．５
〜３％を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組
成を有するＮｉ基合金の芯材の片面、または両面に、純
Ｎｉの皮材をクラッドしてなる複合板材からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた高温強度を
有する溶融炭酸塩燃料電池（以下、単に燃料電池とい
う）のセパレータ材に関するものである。
有する溶融炭酸塩燃料電池（以下、単に燃料電池とい
う）のセパレータ材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に燃料電池のセパレータ材と
しては、例えば特開平１−９３０６２号公報に記載され
るように、ステンレス鋼の芯材の片面に純Ｎｉの皮材を
クラッドしてなる複合板材が用いられている。
しては、例えば特開平１−９３０６２号公報に記載され
るように、ステンレス鋼の芯材の片面に純Ｎｉの皮材を
クラッドしてなる複合板材が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の燃料電池
に対する小型化および軽量化の要求は強く、これに伴な
い、これの構造部材であるセパレータにも薄肉化が強く
求められているが、上記の従来セパレータ材において
は、これを構成する複合板材の芯材の強度、特に高温強
度が十分でないために、これを薄肉化すると、反応温度
が約７５０℃にも達する高温雰囲気下では、これに形成
された波形がつぶれてしまい、発電不能となるという事
態が生じ、満足な対応ができないのが現状である。
に対する小型化および軽量化の要求は強く、これに伴な
い、これの構造部材であるセパレータにも薄肉化が強く
求められているが、上記の従来セパレータ材において
は、これを構成する複合板材の芯材の強度、特に高温強
度が十分でないために、これを薄肉化すると、反応温度
が約７５０℃にも達する高温雰囲気下では、これに形成
された波形がつぶれてしまい、発電不能となるという事
態が生じ、満足な対応ができないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、高温強度のすぐれた燃料電池の
セパレータ材を開発すべく研究を行なった結果、燃料電
池のセパレータ材を、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、Ｃ：０．１５％以下、 Ｃｒ：６〜２５％、Ｆ
ｅ：５〜１０％、を含有し、さらに必要に応じて、Ａ
ｌ：０．５〜３％、を含有し、残りがＮｉと不可避不純
物からなる組成を有するＮｉ基合金の芯材の片面または
両面に、純Ｎｉの皮材をクラッドしてなる複合板材で構
成すると、この結果のセパレータ材は、これを構成する
芯材のＮｉ基合金がきわめてすぐれた高温強度を有する
ことから、これを薄肉化しても、実用時の高温雰囲気で
変形することなく、純Ｎｉ皮材のもつすぐれた耐食性と
相まって、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するという
研究結果を得たのである。
上述のような観点から、高温強度のすぐれた燃料電池の
セパレータ材を開発すべく研究を行なった結果、燃料電
池のセパレータ材を、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、Ｃ：０．１５％以下、 Ｃｒ：６〜２５％、Ｆ
ｅ：５〜１０％、を含有し、さらに必要に応じて、Ａ
ｌ：０．５〜３％、を含有し、残りがＮｉと不可避不純
物からなる組成を有するＮｉ基合金の芯材の片面または
両面に、純Ｎｉの皮材をクラッドしてなる複合板材で構
成すると、この結果のセパレータ材は、これを構成する
芯材のＮｉ基合金がきわめてすぐれた高温強度を有する
ことから、これを薄肉化しても、実用時の高温雰囲気で
変形することなく、純Ｎｉ皮材のもつすぐれた耐食性と
相まって、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するという
研究結果を得たのである。
【０００５】したがって、この発明は、上記の研究結果
にもとづいてなされたものであって、Ｃ：０．１５％以
下、 Ｃｒ：６〜２５％、Ｆｅ：５〜１０％、を含有
し、さらに必要に応じて、Ａｌ：０．５〜３％、を含有
し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有するＮ
ｉ基合金の芯材の片面または両面に、純Ｎｉの皮材をク
ラッドしてなる複合板材で構成された、高温強度のすぐ
れた燃料電池のセパレータ材に特徴を有するものであ
る。
にもとづいてなされたものであって、Ｃ：０．１５％以
下、 Ｃｒ：６〜２５％、Ｆｅ：５〜１０％、を含有
し、さらに必要に応じて、Ａｌ：０．５〜３％、を含有
し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有するＮ
ｉ基合金の芯材の片面または両面に、純Ｎｉの皮材をク
ラッドしてなる複合板材で構成された、高温強度のすぐ
れた燃料電池のセパレータ材に特徴を有するものであ
る。
【０００６】つぎに、この発明のセパレータ材におい
て、芯材を構成するＮｉ基合金の成分組成を上記の述り
に限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して強度を向上させる作用があ
るが、その含有量が０．１５％を越えると圧延加工性お
よび成形加工性が低下するようになることから、その含
有量を０．１５％以下と定めた。
て、芯材を構成するＮｉ基合金の成分組成を上記の述り
に限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して強度を向上させる作用があ
るが、その含有量が０．１５％を越えると圧延加工性お
よび成形加工性が低下するようになることから、その含
有量を０．１５％以下と定めた。
【０００７】（ｂ） ＣｒおよびＦｅ これら両成分には、いずれも素地に固溶し、共存した状
態で高温強度を向上させる作用があり、したがってこれ
ら成分のうちのいずれかの成分でもその含有量がＣｒ：
６％未満およびＦｅ：５％未満になると所望のすぐれた
高温強度を確保することができず、一方その含有量がＣ
ｒおよびＦｅ成分のいずれかでもＣｒ：２５％およびＦ
ｅ：１０％を越えると、靭性が低下し、脆化するように
なることから、その含有量をＣｒ：６〜２５％、Ｆｅ：
５〜１０％と定めた。
態で高温強度を向上させる作用があり、したがってこれ
ら成分のうちのいずれかの成分でもその含有量がＣｒ：
６％未満およびＦｅ：５％未満になると所望のすぐれた
高温強度を確保することができず、一方その含有量がＣ
ｒおよびＦｅ成分のいずれかでもＣｒ：２５％およびＦ
ｅ：１０％を越えると、靭性が低下し、脆化するように
なることから、その含有量をＣｒ：６〜２５％、Ｆｅ：
５〜１０％と定めた。
【０００８】（ｃ） Ａｌ Ａｌ成分には、Ｎｉと結合し、γ′相（Ｎｉ3 Ａｌ）と
して析出し、高温強度を一段と向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量が０．５％
未満では一段の高温強度向上効果が得られず、一方その
含有量が３％を越えると加工性が低下するようになるこ
とから、その含有量を０．５〜３％と定めた。
して析出し、高温強度を一段と向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量が０．５％
未満では一段の高温強度向上効果が得られず、一方その
含有量が３％を越えると加工性が低下するようになるこ
とから、その含有量を０．５〜３％と定めた。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明のセパレータ材を実施例に
より具体的に説明する。通常の溶解炉にて、それぞれ表
１に示される成分組成をもった芯材用Ｎｉ基合金および
皮材用純Ｎｉを溶製し、インゴットに鋳造し、芯材用Ｎ
ｉ基合金は平面：２００mm×２００mm、厚さ：２０mmの
寸法、また皮材用純Ｎｉは平面：２００mm×２００mm、
厚さ：５mmの寸法に調製し、前記芯材用Ｎｉ基合金を前
記皮材用純Ｎｉで上下両面からはさんだ状態で、大気
中、１０５０℃の熱間圧延開始温度にて熱間圧延を行な
い、厚さ：４mmのクラッド材とし、ついで黒皮を研削除
去した後、中間焼鈍を加えながら冷間圧延を繰り返し施
して厚さ：０．３mmの複合板材とすることにより本発明
セパレータ材１〜１０、並びに芯材がＳＵＳ３０４のス
テンレス鋼で構成された従来セパレータ材をそれぞれ製
造した。この結果得られた本発明セパレータ材１〜１０
および従来セパレータ材について、高温強度を評価する
目的で、セパレータが実用時にさらされる雰囲気温度に
相当する６５０℃、７００℃、および７５０℃でのクリ
ープ破断強さ（１０００時間）を測定した。この測定結
果を表１に示した。
より具体的に説明する。通常の溶解炉にて、それぞれ表
１に示される成分組成をもった芯材用Ｎｉ基合金および
皮材用純Ｎｉを溶製し、インゴットに鋳造し、芯材用Ｎ
ｉ基合金は平面：２００mm×２００mm、厚さ：２０mmの
寸法、また皮材用純Ｎｉは平面：２００mm×２００mm、
厚さ：５mmの寸法に調製し、前記芯材用Ｎｉ基合金を前
記皮材用純Ｎｉで上下両面からはさんだ状態で、大気
中、１０５０℃の熱間圧延開始温度にて熱間圧延を行な
い、厚さ：４mmのクラッド材とし、ついで黒皮を研削除
去した後、中間焼鈍を加えながら冷間圧延を繰り返し施
して厚さ：０．３mmの複合板材とすることにより本発明
セパレータ材１〜１０、並びに芯材がＳＵＳ３０４のス
テンレス鋼で構成された従来セパレータ材をそれぞれ製
造した。この結果得られた本発明セパレータ材１〜１０
および従来セパレータ材について、高温強度を評価する
目的で、セパレータが実用時にさらされる雰囲気温度に
相当する６５０℃、７００℃、および７５０℃でのクリ
ープ破断強さ（１０００時間）を測定した。この測定結
果を表１に示した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明セパレ
ータ材１〜７は、いずれも従来セパレータ材に比して高
い高温強度をもつことが明らかである。上述のように、
この発明の燃料電池のセパレータ材は、これを構成する
複合板材のＮｉ基合金芯材によってすぐれた高温強度
が、また純Ｎｉ皮材によってすぐれた耐食性が確保され
るので、薄肉化しても燃料電池の性能を何ら損なうもの
ではなく、これの軽量化および小型化に大いに寄与する
ものである。
ータ材１〜７は、いずれも従来セパレータ材に比して高
い高温強度をもつことが明らかである。上述のように、
この発明の燃料電池のセパレータ材は、これを構成する
複合板材のＮｉ基合金芯材によってすぐれた高温強度
が、また純Ｎｉ皮材によってすぐれた耐食性が確保され
るので、薄肉化しても燃料電池の性能を何ら損なうもの
ではなく、これの軽量化および小型化に大いに寄与する
ものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．１５％以下、 Ｃｒ：６〜２５％、 Ｆｅ：５〜１０％、 Ｎｉおよび不可避不純物：残り、からなる組成を有する
Ｎｉ基合金の芯材の片面または両面に、純Ｎｉの皮材を
クラッドしてなる複合板材で構成したことを特徴とする
溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ：０．１５％以下、 Ｃｒ：６〜２５％、 Ｆｅ：５〜１０％、 Ａｌ：０．５〜３％、 Ｎｉおよび不可避不純物：残り、からなる組成を有する
Ｎｉ基合金の芯材の片面または両面に、純Ｎｉの皮材を
クラッドしてなる複合板材で構成したことを特徴とする
溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5212255A JPH0750168A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5212255A JPH0750168A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750168A true JPH0750168A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16619548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5212255A Withdrawn JPH0750168A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 溶融炭酸塩燃料電池のセパレータ材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750168A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100381470B1 (ko) * | 1995-12-30 | 2003-07-18 | 한국전력공사 | 용융탄산염연료전지용내식성분리판 |
| CN102468490A (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 中国科学院金属研究所 | 全钒液流电池不锈钢双极板表面碳化铬/石墨复合涂层 |
| JP2014513200A (ja) * | 2011-02-23 | 2014-05-29 | オウトクンプ ファオデーエム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 良好な加工性を有するニッケル−クロム−鉄−アルミニウム合金 |
-
1993
- 1993-08-04 JP JP5212255A patent/JPH0750168A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100381470B1 (ko) * | 1995-12-30 | 2003-07-18 | 한국전력공사 | 용융탄산염연료전지용내식성분리판 |
| CN102468490A (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 中国科学院金属研究所 | 全钒液流电池不锈钢双极板表面碳化铬/石墨复合涂层 |
| JP2014513200A (ja) * | 2011-02-23 | 2014-05-29 | オウトクンプ ファオデーエム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 良好な加工性を有するニッケル−クロム−鉄−アルミニウム合金 |
| US9476110B2 (en) | 2011-02-23 | 2016-10-25 | Vdm Metals International Gmbh | Nickel—chromium—iron—aluminum alloy having good processability |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |