JPH0773892A - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
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- JPH0773892A JPH0773892A JP5219305A JP21930593A JPH0773892A JP H0773892 A JPH0773892 A JP H0773892A JP 5219305 A JP5219305 A JP 5219305A JP 21930593 A JP21930593 A JP 21930593A JP H0773892 A JPH0773892 A JP H0773892A
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- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 混合アルカリ炭酸塩からなる電解質を保持材
粒子および補強材を含む多孔質体に含浸させた電解質板
を備えた溶融炭酸塩型燃料電池において、保持材粒子と
して、α−リチウム・アルミネート粒子と、リチウム化
ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒子、リチウムタン
タレート粒子、リチウムナイオベート粒子およびリチウ
ムチタネート粒子の少なくとも１種との混合物、または
平均粒径が０．２μｍ以上０．６μｍ以下のα−リチウ
ム・アルミネート粒子、リチウム化ジルコニア粒子、安
定化ジルコニア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチ
ウムナイオベート粒子およびリチウムチタネート粒子の
少なくとも１種を用い、さらに８０％以上の保持材粒子
の粒径を、平均粒径の±６０％の範囲内とする。 【効果】 電解質の流出に伴う内部抵抗の増大、ガスク
ロスオーバーの発生を抑制し得る長寿命の溶融炭酸塩型
燃料電池を提供する。
粒子および補強材を含む多孔質体に含浸させた電解質板
を備えた溶融炭酸塩型燃料電池において、保持材粒子と
して、α−リチウム・アルミネート粒子と、リチウム化
ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒子、リチウムタン
タレート粒子、リチウムナイオベート粒子およびリチウ
ムチタネート粒子の少なくとも１種との混合物、または
平均粒径が０．２μｍ以上０．６μｍ以下のα−リチウ
ム・アルミネート粒子、リチウム化ジルコニア粒子、安
定化ジルコニア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチ
ウムナイオベート粒子およびリチウムチタネート粒子の
少なくとも１種を用い、さらに８０％以上の保持材粒子
の粒径を、平均粒径の±６０％の範囲内とする。 【効果】 電解質の流出に伴う内部抵抗の増大、ガスク
ロスオーバーの発生を抑制し得る長寿命の溶融炭酸塩型
燃料電池を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池
に関し、特に一対の電極間に挟まれて配置される電解質
板を改良した溶融炭酸塩型燃料電池に関する。
に関し、特に一対の電極間に挟まれて配置される電解質
板を改良した溶融炭酸塩型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず溶融炭酸塩型燃料電池の基本構造を
図１に示し、その動作について説明する。図示するよう
に一対の電極であるアノード１およびカソード２間に
は、アルカリ炭酸塩からなる電解質を保持した電解質板
３が挟み込まれている。運転時には、この電解質を高温
下で溶融させ、アノード１にハウジング４ａの供給口６
を通じて燃料ガス（Ｈ2 、ＣＯ2 ）を、カソード２にハ
ウジング４ｂの供給口８を通じて酸化剤ガス（空気、Ｃ
Ｏ2 ）を各々供給することにより、アノード１で下記
（１）式の反応が、カソード２で下記（２）式の反応が
生じ、排気口７から排出ガス（ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ）が、排
気口９から排出ガス（Ｎ2 ）が排出される。
図１に示し、その動作について説明する。図示するよう
に一対の電極であるアノード１およびカソード２間に
は、アルカリ炭酸塩からなる電解質を保持した電解質板
３が挟み込まれている。運転時には、この電解質を高温
下で溶融させ、アノード１にハウジング４ａの供給口６
を通じて燃料ガス（Ｈ2 、ＣＯ2 ）を、カソード２にハ
ウジング４ｂの供給口８を通じて酸化剤ガス（空気、Ｃ
Ｏ2 ）を各々供給することにより、アノード１で下記
（１）式の反応が、カソード２で下記（２）式の反応が
生じ、排気口７から排出ガス（ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ）が、排
気口９から排出ガス（Ｎ2 ）が排出される。
【０００３】 Ｈ2 ＋ ＣＯ3 2- → Ｈ2 Ｏ ＋ ＣＯ2 ＋ ２ｅ- （１ ） 1/2Ｏ2 ＋ ＣＯ2 ＋ ２ｅ- → ＣＯ3 2- （２） 上記溶融炭酸塩型燃料電池に使用される電解質板は、基
本的には混合アルカリ炭酸塩からなる電解質を、高温運
転時に液体となる前記電解質の流出を防止するための保
持材粒子と昇温時の割れ発生を防止するための補強材か
ら構成された多孔質体に含浸させたものである。通常ア
ルカリ炭酸塩は、Ｌｉ2 ＣＯ3 、Ｋ2 ＣＯ3 およびＮａ
2 ＣＯ3 の３種のうちの２種または３種の混合塩の形で
使用される。保持材粒子としては、平均粒径が0.05μｍ
以上 0.2μｍ未満のα−ＬｉＡｌＯ2 （α−リチウムア
ルミネート）やβ−ＬｉＡｌＯ2 （β−リチウムアルミ
ネート）、γ−ＬｉＡｌＯ2 （γ−リチウムアルミネー
ト）からなる微粒子が、補強材としては粒径10〜100 μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 が使用される。
本的には混合アルカリ炭酸塩からなる電解質を、高温運
転時に液体となる前記電解質の流出を防止するための保
持材粒子と昇温時の割れ発生を防止するための補強材か
ら構成された多孔質体に含浸させたものである。通常ア
ルカリ炭酸塩は、Ｌｉ2 ＣＯ3 、Ｋ2 ＣＯ3 およびＮａ
2 ＣＯ3 の３種のうちの２種または３種の混合塩の形で
使用される。保持材粒子としては、平均粒径が0.05μｍ
以上 0.2μｍ未満のα−ＬｉＡｌＯ2 （α−リチウムア
ルミネート）やβ−ＬｉＡｌＯ2 （β−リチウムアルミ
ネート）、γ−ＬｉＡｌＯ2 （γ−リチウムアルミネー
ト）からなる微粒子が、補強材としては粒径10〜100 μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 が使用される。
【０００４】前記電解質板は、炭酸イオン（ＣＯ3 2-）
の移動の媒体となるだけでなく、アノード及びカソード
間での反応ガスの直接混合（ガスクロスオーバー）を阻
止するためのガス透過障壁層としても機能する。こうし
た機能を果たすには、電解質板中に電解質が十分に保持
されていることが必要である。電解質の流出（電解質ロ
ス）は、内部抵抗の増大を招くばかりか、ガスクロスオ
ーバーの発生原因となる。
の移動の媒体となるだけでなく、アノード及びカソード
間での反応ガスの直接混合（ガスクロスオーバー）を阻
止するためのガス透過障壁層としても機能する。こうし
た機能を果たすには、電解質板中に電解質が十分に保持
されていることが必要である。電解質の流出（電解質ロ
ス）は、内部抵抗の増大を招くばかりか、ガスクロスオ
ーバーの発生原因となる。
【０００５】このような要請に基づき、現在、適切な微
細構造を持つ多孔質体を得る方法として、あらかじめγ
−ＬｉＡｌＯ2 からなる微粒子で多孔質体を形成した
後、該多孔質体に混合アルカリ炭酸塩からなる電解質を
含浸させるマトリクス法が広く用いられている。しかし
ながら長時間の燃料電池の運転において、γ−ＬｉＡｌ
Ｏ2 はα−ＬｉＡｌＯ2 に相変化し、粒子の凝集や粒成
長により微細構造が変化して電解質が流出するため、内
部抵抗の増大、ガスクロスオーバーの発生を生じ、十分
な寿命特性が得られないという問題があった。
細構造を持つ多孔質体を得る方法として、あらかじめγ
−ＬｉＡｌＯ2 からなる微粒子で多孔質体を形成した
後、該多孔質体に混合アルカリ炭酸塩からなる電解質を
含浸させるマトリクス法が広く用いられている。しかし
ながら長時間の燃料電池の運転において、γ−ＬｉＡｌ
Ｏ2 はα−ＬｉＡｌＯ2 に相変化し、粒子の凝集や粒成
長により微細構造が変化して電解質が流出するため、内
部抵抗の増大、ガスクロスオーバーの発生を生じ、十分
な寿命特性が得られないという問題があった。
【０００６】この問題に対して、平均粒径が0.1 μｍ程
度のα−ＬｉＡｌＯ2 を初めから用いることにより寿命
特性を改善する試みも成されている（特開昭６３−２９
４６６８号）。またα−ＬｉＡｌＯ2 は価格も安く、量
産に適している。しかしながら、単にこのようなα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 を用いるだけでは、いまだ粒子の凝集や粒成
長による微細構造の変化を十分に抑止することができ
ず、充分な寿命特性を得ることができなかった。
度のα−ＬｉＡｌＯ2 を初めから用いることにより寿命
特性を改善する試みも成されている（特開昭６３−２９
４６６８号）。またα−ＬｉＡｌＯ2 は価格も安く、量
産に適している。しかしながら、単にこのようなα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 を用いるだけでは、いまだ粒子の凝集や粒成
長による微細構造の変化を十分に抑止することができ
ず、充分な寿命特性を得ることができなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の溶融炭酸塩型燃料電池においては、電解質板における
多孔質体中の保持材粒子の凝集や粒成長により多孔質体
の微細構造が変化して、電解質ロスが生じ、十分な寿命
特性が得られないという問題があった。本発明はこのよ
うな問題を解決するためになされたもので、電解質板か
らの電解質の流出を低減して、電解質の流出に伴う内部
抵抗の増大、ガスクロスオーバーの発生を抑制し得る長
寿命の溶融炭酸塩型燃料電池を安定して提供しようとす
るものである。
の溶融炭酸塩型燃料電池においては、電解質板における
多孔質体中の保持材粒子の凝集や粒成長により多孔質体
の微細構造が変化して、電解質ロスが生じ、十分な寿命
特性が得られないという問題があった。本発明はこのよ
うな問題を解決するためになされたもので、電解質板か
らの電解質の流出を低減して、電解質の流出に伴う内部
抵抗の増大、ガスクロスオーバーの発生を抑制し得る長
寿命の溶融炭酸塩型燃料電池を安定して提供しようとす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】本願第一の発
明は、アルカリ炭酸塩からなる電解質を多孔質体に含浸
させてなる電解質板を備えた溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、前記多孔質体がα−リチウム・アルミネート粒子
と、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒
子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオベート
粒子およびリチウムチタネート粒子の少なくとも１種と
を含有する保持材粒子ならびに補強材を主体とすること
を特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池である。
明は、アルカリ炭酸塩からなる電解質を多孔質体に含浸
させてなる電解質板を備えた溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、前記多孔質体がα−リチウム・アルミネート粒子
と、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒
子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオベート
粒子およびリチウムチタネート粒子の少なくとも１種と
を含有する保持材粒子ならびに補強材を主体とすること
を特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池である。
【０００９】本願第二の発明は、アルカリ炭酸塩からな
る電解質を多孔質体に含浸させてなる電解質板を備えた
溶融炭酸塩型燃料電池において、前記多孔質体がα−リ
チウム・アルミネート粒子、リチウム化ジルコニア粒
子、安定化ジルコニア粒子、リチウムタンタレート粒
子、リチウムナイオベート粒子およびリチウムチタネー
ト粒子の少なくとも１種を含有する平均粒径０．２μｍ
以上０．６μｍ以下の保持材粒子ならびに補強材を主体
とすることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池である。
る電解質を多孔質体に含浸させてなる電解質板を備えた
溶融炭酸塩型燃料電池において、前記多孔質体がα−リ
チウム・アルミネート粒子、リチウム化ジルコニア粒
子、安定化ジルコニア粒子、リチウムタンタレート粒
子、リチウムナイオベート粒子およびリチウムチタネー
ト粒子の少なくとも１種を含有する平均粒径０．２μｍ
以上０．６μｍ以下の保持材粒子ならびに補強材を主体
とすることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池である。
【００１０】本願第三の発明は、８０％以上の保持材粒
子の粒径が、平均粒径の±６０％の範囲内にあることを
特徴とする上記溶融炭酸塩型燃料電池である。以下、本
発明の溶融炭酸塩型燃料電池を図面を参照して詳細に説
明する。
子の粒径が、平均粒径の±６０％の範囲内にあることを
特徴とする上記溶融炭酸塩型燃料電池である。以下、本
発明の溶融炭酸塩型燃料電池を図面を参照して詳細に説
明する。
【００１１】図２は本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の一
般的な構成を示す斜視図であり、図３はその部分拡大図
である。図示するように、本発明の溶融炭酸塩型燃料電
池は、通常アノード（燃料極）１１、カソード（空気
極）１２及びこれら電極間に配置され、電解質を保持し
た電解質板１３を備えている。これらアノード１１、カ
ソード１２及び電解質板１３を単位セルとし、複数の単
位セルがセパレータ１４を挟んで積層されている。電解
質板１３上面に配置されたアノード１１の対向する一対
の縁部は、電解質板１３の縁部から所望距離隔てて内側
に位置し、かつアノード１１が存在しない電解質板１３
の両縁部においてセパレータ１４と電解質板１３の間に
はエッジシール板１５ａが配置されている。電解質板１
３下面に配置されたカソード１２のエッジシール板１５
ａと直交する一対の縁部は、電解質板１３の縁部から所
望距離隔てて内側に位置し、かつカソード１２が存在し
ない電解質板１３の両縁部において前記セパレータ１４
と電解質板１３の間には、エッジシール板１５ｂが配置
されている。アノード１１、セパレータ１４及びエッジ
シール板１５ａで区画された空間（燃料ガス流通空間）
には、集電板としての導電性を有する孔あき板１６ａ、
波板１７ａがアノード１１側から順次積層されている。
カソード１２、セパレータ１４及びエッジシール板１５
ｂで区画された空間（酸化剤ガス流通空間）には、集電
板としての導電性を有する孔あき板１６ｂ、波板１７ｂ
がカソード１２側から順次積層されている。このような
複数の単位セルがセパレータ１４を挟んで積層されたス
タック発電要素の４つの側面には、枠状のフランジ１８
を有するマニホールド１９がそれぞれ配置されている。
また、前記スタック発電要素の４つの側面と前記マニホ
ールド１９のフランジ１８の間にはそれぞれ枠状のマニ
ホールドシール板２０が介在されている。前記燃料ガス
流通空間が表出する前記発電要素の一側面に対応するマ
ニホールド（図示せず）には、燃料ガス２１を供給する
ための供給管２２が取り付けられている。この供給管２
２と反対側のマニホールド１９には、ガス排出管２３が
取り付けられている。また、前記酸化剤ガス流通区間が
表出する前記発電要素の一側面に対応するマニホールド
（図示せず）には、酸化剤ガス２４を供給するための供
給管２５が取り付けられている。この供給管２５と反対
側のマニホールド１９には、ガス排出管２６が取り付け
られている。
般的な構成を示す斜視図であり、図３はその部分拡大図
である。図示するように、本発明の溶融炭酸塩型燃料電
池は、通常アノード（燃料極）１１、カソード（空気
極）１２及びこれら電極間に配置され、電解質を保持し
た電解質板１３を備えている。これらアノード１１、カ
ソード１２及び電解質板１３を単位セルとし、複数の単
位セルがセパレータ１４を挟んで積層されている。電解
質板１３上面に配置されたアノード１１の対向する一対
の縁部は、電解質板１３の縁部から所望距離隔てて内側
に位置し、かつアノード１１が存在しない電解質板１３
の両縁部においてセパレータ１４と電解質板１３の間に
はエッジシール板１５ａが配置されている。電解質板１
３下面に配置されたカソード１２のエッジシール板１５
ａと直交する一対の縁部は、電解質板１３の縁部から所
望距離隔てて内側に位置し、かつカソード１２が存在し
ない電解質板１３の両縁部において前記セパレータ１４
と電解質板１３の間には、エッジシール板１５ｂが配置
されている。アノード１１、セパレータ１４及びエッジ
シール板１５ａで区画された空間（燃料ガス流通空間）
には、集電板としての導電性を有する孔あき板１６ａ、
波板１７ａがアノード１１側から順次積層されている。
カソード１２、セパレータ１４及びエッジシール板１５
ｂで区画された空間（酸化剤ガス流通空間）には、集電
板としての導電性を有する孔あき板１６ｂ、波板１７ｂ
がカソード１２側から順次積層されている。このような
複数の単位セルがセパレータ１４を挟んで積層されたス
タック発電要素の４つの側面には、枠状のフランジ１８
を有するマニホールド１９がそれぞれ配置されている。
また、前記スタック発電要素の４つの側面と前記マニホ
ールド１９のフランジ１８の間にはそれぞれ枠状のマニ
ホールドシール板２０が介在されている。前記燃料ガス
流通空間が表出する前記発電要素の一側面に対応するマ
ニホールド（図示せず）には、燃料ガス２１を供給する
ための供給管２２が取り付けられている。この供給管２
２と反対側のマニホールド１９には、ガス排出管２３が
取り付けられている。また、前記酸化剤ガス流通区間が
表出する前記発電要素の一側面に対応するマニホールド
（図示せず）には、酸化剤ガス２４を供給するための供
給管２５が取り付けられている。この供給管２５と反対
側のマニホールド１９には、ガス排出管２６が取り付け
られている。
【００１２】前記アノード１１、カソード１２は、たと
えばニッケルまたはニッケルベースアロイの多孔質焼結
体から形成される。前記セパレータ１４、エッジシール
板１５ａ、１５ｂ、孔あき板１６ａ、１６ｂ及び波板１
７ａ、１７ｂは、たとえばステンレス鋼から形成され
る。
えばニッケルまたはニッケルベースアロイの多孔質焼結
体から形成される。前記セパレータ１４、エッジシール
板１５ａ、１５ｂ、孔あき板１６ａ、１６ｂ及び波板１
７ａ、１７ｂは、たとえばステンレス鋼から形成され
る。
【００１３】前記燃料ガス２１としては、たとえば水素
と二酸化炭素との混合ガスなどを、酸化剤ガス２４とし
ては、たとえば空気と二酸化炭素との混合ガスを使用で
きる。
と二酸化炭素との混合ガスなどを、酸化剤ガス２４とし
ては、たとえば空気と二酸化炭素との混合ガスを使用で
きる。
【００１４】前記電解質板１３は、保持材粒子及び補強
材からなる気孔率４０〜６５％の多孔質体にアルカリ炭
酸塩からなる電解質を溶融状態で含浸した構成になって
いる。前記アルカリ炭酸塩としては、たとえば炭酸リチ
ウム（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）と炭酸カリウム（Ｋ2 ＣＯ3 ）の
混合物、Ｌｉ2 ＣＯ3 と炭酸ナトリウム（Ｎａ2 ＣＯ
3 ）の混合物、Ｌｉ2 ＣＯ3 とＫ2 ＣＯ3 とＮａ2 ＣＯ
3 の混合物などを挙げることができる。また、アルカリ
土類金属炭酸塩の添加も可能である。
材からなる気孔率４０〜６５％の多孔質体にアルカリ炭
酸塩からなる電解質を溶融状態で含浸した構成になって
いる。前記アルカリ炭酸塩としては、たとえば炭酸リチ
ウム（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）と炭酸カリウム（Ｋ2 ＣＯ3 ）の
混合物、Ｌｉ2 ＣＯ3 と炭酸ナトリウム（Ｎａ2 ＣＯ
3 ）の混合物、Ｌｉ2 ＣＯ3 とＫ2 ＣＯ3 とＮａ2 ＣＯ
3 の混合物などを挙げることができる。また、アルカリ
土類金属炭酸塩の添加も可能である。
【００１５】ここで本願第一の発明においては、前記保
持材粒子としては、α−リチウム・アルミネート粒子
と、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒
子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオベート
粒子およびリチウムチタネート粒子の少なくとも１種と
の混合物が用いられる。ただし、前記安定化ジルコニア
粒子としては、たとえばジルコニアをマグネシア、カル
シアおよびイットリアなどで部分安定化した粒子であ
り、またリチウム化ジルコニア粒子としてはリチウム化
ジルコニアを前記の元素で部分安定化した粒子も含まれ
る。
持材粒子としては、α−リチウム・アルミネート粒子
と、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒
子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオベート
粒子およびリチウムチタネート粒子の少なくとも１種と
の混合物が用いられる。ただし、前記安定化ジルコニア
粒子としては、たとえばジルコニアをマグネシア、カル
シアおよびイットリアなどで部分安定化した粒子であ
り、またリチウム化ジルコニア粒子としてはリチウム化
ジルコニアを前記の元素で部分安定化した粒子も含まれ
る。
【００１６】本発明者らは溶融炭酸塩型燃料電池の運転
条件である６００℃〜７００℃、ＣＯ2 １０％〜３０％
の雰囲気において、溶融炭酸塩中のリチウム・アルミネ
ートはα相であると安定に存在し、また価格も安く量産
に適していることに注目し、本願第一の発明において前
記多孔質体に使用される保持材粒子としてα−リチウム
・アルミネートを選択した。しかしながら上述したよう
に、α−リチウム・アルミネート単独では、溶融炭酸塩
中での保持材粒子の凝集や粒成長は充分に抑えることは
できない。したがって本願第一の発明では、α−リチウ
ム・アルミネート粒子とα−リチウム・アルミネート粒
子以外の前記粒子が保持材粒子として併用される。
条件である６００℃〜７００℃、ＣＯ2 １０％〜３０％
の雰囲気において、溶融炭酸塩中のリチウム・アルミネ
ートはα相であると安定に存在し、また価格も安く量産
に適していることに注目し、本願第一の発明において前
記多孔質体に使用される保持材粒子としてα−リチウム
・アルミネートを選択した。しかしながら上述したよう
に、α−リチウム・アルミネート単独では、溶融炭酸塩
中での保持材粒子の凝集や粒成長は充分に抑えることは
できない。したがって本願第一の発明では、α−リチウ
ム・アルミネート粒子とα−リチウム・アルミネート粒
子以外の前記粒子が保持材粒子として併用される。
【００１７】このように、保持材粒子を異種粒子から構
成させることで、溶解炭酸塩中での凝集、成長が生じに
くくなる。また保持材粒子としてα−リチウム・アルミ
ネート粒子以外に、リチウム化ジルコニア粒子、安定化
ジルコニア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチウム
ナイオベート粒子またはリチウムチタネート粒子を用い
る理由としては、一般に密度の高い粒子ほど溶解炭酸塩
中での凝集、成長が生じにくいことに基づき、密度の高
い前記粒子を併用することによって、溶解炭酸塩中での
保持材粒子の凝集、成長を抑え、ひいては多孔質体の構
造安定性を大きく改善することが可能になるためであ
る。このとき、保持材粒子中のα−リチウム・アルミネ
ート粒子とα−リチウム・アルミネート以外の前記粒子
の割合は、体積比で９：１〜５：５、さらには８：２〜
６：４の範囲で用いることが望ましい。なおα−リチウ
ム・アルミネート以外の前記粒子量をさらに増加させて
も良いが、コスト高になり、また粒子の凝集成長の程度
は前記範囲で混合した場合と同程度である。
成させることで、溶解炭酸塩中での凝集、成長が生じに
くくなる。また保持材粒子としてα−リチウム・アルミ
ネート粒子以外に、リチウム化ジルコニア粒子、安定化
ジルコニア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチウム
ナイオベート粒子またはリチウムチタネート粒子を用い
る理由としては、一般に密度の高い粒子ほど溶解炭酸塩
中での凝集、成長が生じにくいことに基づき、密度の高
い前記粒子を併用することによって、溶解炭酸塩中での
保持材粒子の凝集、成長を抑え、ひいては多孔質体の構
造安定性を大きく改善することが可能になるためであ
る。このとき、保持材粒子中のα−リチウム・アルミネ
ート粒子とα−リチウム・アルミネート以外の前記粒子
の割合は、体積比で９：１〜５：５、さらには８：２〜
６：４の範囲で用いることが望ましい。なおα−リチウ
ム・アルミネート以外の前記粒子量をさらに増加させて
も良いが、コスト高になり、また粒子の凝集成長の程度
は前記範囲で混合した場合と同程度である。
【００１８】また本願第二の発明においては、前記保持
材粒子として、平均粒径が 0.2μｍ以上0.6 μｍ以下の
α−リチウム・アルミネート粒子、リチウム化ジルコニ
ア粒子、安定化ジルコニア粒子、リチウムタンタレート
粒子、リチウムナイオベート粒子もしくはリチウムチタ
ネート粒子またはこれらの２種以上の粒子の混合物が用
いられる。
材粒子として、平均粒径が 0.2μｍ以上0.6 μｍ以下の
α−リチウム・アルミネート粒子、リチウム化ジルコニ
ア粒子、安定化ジルコニア粒子、リチウムタンタレート
粒子、リチウムナイオベート粒子もしくはリチウムチタ
ネート粒子またはこれらの２種以上の粒子の混合物が用
いられる。
【００１９】ここで、前記保持材粒子の平均粒径を０．
２μｍ以上と限定した理由は、電解質保持材粒子の溶融
炭酸塩中での凝集・粒成長挙動に基づくものであって、
従来用いられてきた粒径が０．２μｍに満たない保持材
粒子では、凝集・粒成長が速いため、溶融炭酸塩を含浸
した際、多孔質体の構造が不安定なものとなるためであ
る。一方、前記平均粒径を０．６μｍ以下と限定した理
由は、溶融炭酸塩の保持特性に基づくものであって、
０．６μｍを越えると得られる多孔質体の微細構造が溶
融炭酸塩を保持し難いものとなってしまい、保持材粒子
として寄与しなくなる恐れがあるためである。さらに本
願第二の発明において前記多孔質体に使用される保持材
粒子の平均粒径は、０．２５μｍ以上０．５５μｍ以下
であることがより望ましい。
２μｍ以上と限定した理由は、電解質保持材粒子の溶融
炭酸塩中での凝集・粒成長挙動に基づくものであって、
従来用いられてきた粒径が０．２μｍに満たない保持材
粒子では、凝集・粒成長が速いため、溶融炭酸塩を含浸
した際、多孔質体の構造が不安定なものとなるためであ
る。一方、前記平均粒径を０．６μｍ以下と限定した理
由は、溶融炭酸塩の保持特性に基づくものであって、
０．６μｍを越えると得られる多孔質体の微細構造が溶
融炭酸塩を保持し難いものとなってしまい、保持材粒子
として寄与しなくなる恐れがあるためである。さらに本
願第二の発明において前記多孔質体に使用される保持材
粒子の平均粒径は、０．２５μｍ以上０．５５μｍ以下
であることがより望ましい。
【００２０】なおこのとき、前記保持材粒子としてα−
リチウム・アルミネート粒子と、より密度の高いリチウ
ム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒子、リチウム
タンタレート粒子、リチウムナイオベート粒子およびリ
チウムチタネート粒子の少なくとも１種を併用するか、
またはリチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒
子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオベート
粒子およびリチウムチタネート粒子を単独あるいは混合
して用いることにより、溶融炭酸塩を含浸した際の多孔
質体の構造安定性を高めることができる。特に本願第二
の発明では、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコ
ニア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオ
ベート粒子およびリチウムチタネート粒子を単独あるい
は混合して用いることがより望ましい。
リチウム・アルミネート粒子と、より密度の高いリチウ
ム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒子、リチウム
タンタレート粒子、リチウムナイオベート粒子およびリ
チウムチタネート粒子の少なくとも１種を併用するか、
またはリチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニア粒
子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオベート
粒子およびリチウムチタネート粒子を単独あるいは混合
して用いることにより、溶融炭酸塩を含浸した際の多孔
質体の構造安定性を高めることができる。特に本願第二
の発明では、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコ
ニア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオ
ベート粒子およびリチウムチタネート粒子を単独あるい
は混合して用いることがより望ましい。
【００２１】また本願第三の発明において、前記多孔質
体に使用される保持材粒子の粒度分布を、８０％以上の
保持材粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内となる
ように規定した理由は、保持材粒子の溶融炭酸塩中での
凝集・粒成長挙動に基づいているものであって、粒径の
ばらつきが小さな保持材粒子は凝集・粒成長しにくく、
溶融炭酸塩中での多孔質体の構造安定性が大きく改善さ
れるからである。
体に使用される保持材粒子の粒度分布を、８０％以上の
保持材粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内となる
ように規定した理由は、保持材粒子の溶融炭酸塩中での
凝集・粒成長挙動に基づいているものであって、粒径の
ばらつきが小さな保持材粒子は凝集・粒成長しにくく、
溶融炭酸塩中での多孔質体の構造安定性が大きく改善さ
れるからである。
【００２２】本発明においては、それぞれ上述したよう
な粒子のみから構成される保持材粒子を用いることが望
ましいが、１０ vol％以下であれば、保持材粒子中にβ
−リチウム・アルミネート、γ−リチウム・アルミネー
ト、ＬｉＡｌ5 Ｏ8 やＡｌ2Ｏ3 などが含まれていても
良く、このような場合においても充分な構造安定性を有
する多孔質体を得ることができる。
な粒子のみから構成される保持材粒子を用いることが望
ましいが、１０ vol％以下であれば、保持材粒子中にβ
−リチウム・アルミネート、γ−リチウム・アルミネー
ト、ＬｉＡｌ5 Ｏ8 やＡｌ2Ｏ3 などが含まれていても
良く、このような場合においても充分な構造安定性を有
する多孔質体を得ることができる。
【００２３】さらに前記多孔質体の他方の構成成分であ
る補強材としては、通常粒径１０〜１００μｍ程度の、
たとえばリチウム・アルミネートやリチウムジルコネー
トからなる粒子や繊維などを挙げることができる。ここ
で補強材を保持材粒子と併用する理由としては、前記補
強材を用いることによって、電解質板の強度を上げ、セ
ルの昇温時におけるクラック発生を防ぐことができるか
らであり、前記保持材粒子と補強材との比率としては、
体積比で５：５〜９：１で用いることが望ましく、さら
には６：４〜８：２の比率で用いることがより望まし
い。
る補強材としては、通常粒径１０〜１００μｍ程度の、
たとえばリチウム・アルミネートやリチウムジルコネー
トからなる粒子や繊維などを挙げることができる。ここ
で補強材を保持材粒子と併用する理由としては、前記補
強材を用いることによって、電解質板の強度を上げ、セ
ルの昇温時におけるクラック発生を防ぐことができるか
らであり、前記保持材粒子と補強材との比率としては、
体積比で５：５〜９：１で用いることが望ましく、さら
には６：４〜８：２の比率で用いることがより望まし
い。
【００２４】また本発明において上述した電解質板は、
たとえば次のような方法により製造される。 （１）まず、保持材粒子、補強材及び有機バインダを有
機溶媒中で混合する。ここに用いる有機バインダとして
は、たとえばポリビニルブチラール、フタル酸ジブチ
ル、アクリル樹脂などを挙げることができる。前記有機
溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、メチルエチ
ルケトンなどを挙げることができる。続いて、得られた
混合物に通常のシート成形法（例えばドクターブレード
法、カレンダーロール法、スリップキャスト法、冷間押
し出し法など）を適用してグリーンシートを成形した
後、脱脂することにより５０〜６５％の気孔率を有する
多孔質体を作成する。一方、混合アルカリ炭酸塩からな
る電解質を前記多孔質体と同様の方法によりシート成形
してシート状物を作成する。次いで、前記多孔質体上に
前記シート状物を重ね、該シート状物を溶融して多孔質
体に含浸させることにより電解質板を製造する。
たとえば次のような方法により製造される。 （１）まず、保持材粒子、補強材及び有機バインダを有
機溶媒中で混合する。ここに用いる有機バインダとして
は、たとえばポリビニルブチラール、フタル酸ジブチ
ル、アクリル樹脂などを挙げることができる。前記有機
溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、メチルエチ
ルケトンなどを挙げることができる。続いて、得られた
混合物に通常のシート成形法（例えばドクターブレード
法、カレンダーロール法、スリップキャスト法、冷間押
し出し法など）を適用してグリーンシートを成形した
後、脱脂することにより５０〜６５％の気孔率を有する
多孔質体を作成する。一方、混合アルカリ炭酸塩からな
る電解質を前記多孔質体と同様の方法によりシート成形
してシート状物を作成する。次いで、前記多孔質体上に
前記シート状物を重ね、該シート状物を溶融して多孔質
体に含浸させることにより電解質板を製造する。
【００２５】（２）前記（１）の方法により作成した多
孔質体をあらかじめ混合アルカリ炭酸塩からなる電解質
を含浸させたアノードと無含浸のカソードの間に配置
し、前述の図１に示す単位セルとし、複数の単位セルを
セパレータを挟んで積層してスタック発電要素とした後
この発電要素の４つの側面にマニホールドを取り付けて
燃料電池を組み立てる。この後、作動温度まで昇温さ
せ、前記多孔質体の気孔部分に前記アノード中で溶融し
た混合アルカリ炭酸塩を拡散、充填して電解質板を製造
する。
孔質体をあらかじめ混合アルカリ炭酸塩からなる電解質
を含浸させたアノードと無含浸のカソードの間に配置
し、前述の図１に示す単位セルとし、複数の単位セルを
セパレータを挟んで積層してスタック発電要素とした後
この発電要素の４つの側面にマニホールドを取り付けて
燃料電池を組み立てる。この後、作動温度まで昇温さ
せ、前記多孔質体の気孔部分に前記アノード中で溶融し
た混合アルカリ炭酸塩を拡散、充填して電解質板を製造
する。
【００２６】上述したような電解質板を用いることによ
り、本発明では、保持材粒子の凝集・粒成長による多孔
質体の構造変化が抑止され、寿命を長くすることが可能
となり、しかも補強材が保持材粒子と併用されているた
め、電解質板の強度に優れ、セルの昇温時におけるクラ
ック発生を抑えることができる。
り、本発明では、保持材粒子の凝集・粒成長による多孔
質体の構造変化が抑止され、寿命を長くすることが可能
となり、しかも補強材が保持材粒子と併用されているた
め、電解質板の強度に優れ、セルの昇温時におけるクラ
ック発生を抑えることができる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例１ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムチタネート粒子を７０：
３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０〜６
０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７０：３
０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビ
ニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式
混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリ
ーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度の
マトリックスグリーンシートとした。そして、このマト
リックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリック
ス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムチタネート粒子を７０：
３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０〜６
０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７０：３
０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビ
ニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式
混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリ
ーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度の
マトリックスグリーンシートとした。そして、このマト
リックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリック
ス多孔質体を作成した。
【００２８】また、電解質としての混合アルカリ炭酸塩
（Ｌｉ2 ＣＯ3 ：62mol%、Ｋ2 ＣＯ3 ：38mol%）を前記
マトリックス多孔質体と同様な方法によりシート状に
し、前記マトリックス多孔質体上に得られたシート状物
を重ね５５０℃まで昇温して前記シート状物を溶融状態
とすることにより、その混合アルカリ炭酸塩を多孔質体
に含浸して厚さ０．５ｍｍの電解質板を作成した。
（Ｌｉ2 ＣＯ3 ：62mol%、Ｋ2 ＣＯ3 ：38mol%）を前記
マトリックス多孔質体と同様な方法によりシート状に
し、前記マトリックス多孔質体上に得られたシート状物
を重ね５５０℃まで昇温して前記シート状物を溶融状態
とすることにより、その混合アルカリ炭酸塩を多孔質体
に含浸して厚さ０．５ｍｍの電解質板を作成した。
【００２９】得られた電解質板と、ニッケルベースアロ
イからなるアノード、カソードと、ステンレス鋼からな
るセパレータ、エッジシール板、孔開き板、波板を用い
て前述した図２、図３に示す溶融炭酸塩型燃料電池を組
み立てた。各アノードには、燃料ガスとしてＨ2 80vol%
とＣＯ2 20vol%の混合ガスを供給し、カソードには酸化
剤ガスとしてａｉｒ70% とＣＯ2 30vol%の混合ガスをそ
れぞれ供給し、６５０℃で１５０ｍＡ／ｃｍ2 の負荷条
件で発電試験を行った。発電試験は４，０００時間の連
続運転を行い、４，０００時間経過後の電池性能として
作動電位降下量及び電解質ロス量を調べた。その結果を
下記表１に示す。
イからなるアノード、カソードと、ステンレス鋼からな
るセパレータ、エッジシール板、孔開き板、波板を用い
て前述した図２、図３に示す溶融炭酸塩型燃料電池を組
み立てた。各アノードには、燃料ガスとしてＨ2 80vol%
とＣＯ2 20vol%の混合ガスを供給し、カソードには酸化
剤ガスとしてａｉｒ70% とＣＯ2 30vol%の混合ガスをそ
れぞれ供給し、６５０℃で１５０ｍＡ／ｃｍ2 の負荷条
件で発電試験を行った。発電試験は４，０００時間の連
続運転を行い、４，０００時間経過後の電池性能として
作動電位降下量及び電解質ロス量を調べた。その結果を
下記表１に示す。
【００３０】実施例２ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウム化ジルコニア粒子を７
０：３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウム化ジルコニア粒子を７
０：３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００３１】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００３２】実施例３ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムナイオベート粒子を７
０：３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムナイオベート粒子を７
０：３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００３３】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００３４】実施例４ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムタンタレート粒子を７
０：３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムタンタレート粒子を７
０：３０の体積比で含有する保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００３５】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００３６】実施例５〜９ まず、それぞれ表１に示すような平均粒径で、その８０
％以上の粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあ
るα−ＬｉＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が
２０〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを
７０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエ
ン、ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２
０時間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、
このスラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５
ｍｍ程度のマトリックスグリーンシートとした。そし
て、このマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂し
てマトリックス多孔質体を作成した。
％以上の粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあ
るα−ＬｉＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が
２０〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを
７０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエ
ン、ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２
０時間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、
このスラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５
ｍｍ程度のマトリックスグリーンシートとした。そし
て、このマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂し
てマトリックス多孔質体を作成した。
【００３７】以下実施例１と全く同様にしてそれぞれ電
解質板を作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立
て、この溶融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。そ
の結果を下記表１に示す。
解質板を作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立
て、この溶融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。そ
の結果を下記表１に示す。
【００３８】実施例１０ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ムチタネート粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０〜
６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７０：
３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリ
ビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿
式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラ
リーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度
のマトリックスグリーンシートとした。そして、このマ
トリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリッ
クス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ムチタネート粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０〜
６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７０：
３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリ
ビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿
式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラ
リーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度
のマトリックスグリーンシートとした。そして、このマ
トリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリッ
クス多孔質体を作成した。
【００３９】以下実施例１と全く同様にしてそれぞれ電
解質板を作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立
て、この溶融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。そ
の結果を下記表１に示す。
解質板を作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立
て、この溶融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。そ
の結果を下記表１に示す。
【００４０】実施例１１ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ム化ジルコニア粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ム化ジルコニア粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００４１】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００４２】実施例１２ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ムナイオベート粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ムナイオベート粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００４３】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００４４】実施例１３ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ムタンタレート粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるリチウ
ムタンタレート粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００４５】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００４６】実施例１４ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムチタネート粒子を７０：
３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６
０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３
０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビ
ニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式
混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリ
ーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度の
マトリックスグリーンシートとした。そして、このマト
リックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリック
ス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムチタネート粒子を７０：
３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６
０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３
０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビ
ニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式
混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリ
ーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度の
マトリックスグリーンシートとした。そして、このマト
リックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリック
ス多孔質体を作成した。
【００４７】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００４８】実施例１５ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウム化ジルコニア粒子を７
０：３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウム化ジルコニア粒子を７
０：３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００４９】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００５０】実施例１６ まず、表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムナイオベート粒子を７
０：３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌ
ｉＡｌＯ2 粒子およびリチウムナイオベート粒子を７
０：３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００５１】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００５２】実施例１７ まず表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の粒
子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌｉ
ＡｌＯ2 粒子およびリチウムタンタレート粒子を７０：
３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６
０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３
０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビ
ニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式
混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリ
ーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度の
マトリックスグリーンシートとした。そして、このマト
リックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリック
ス多孔質体を作成した。
子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌｉ
ＡｌＯ2 粒子およびリチウムタンタレート粒子を７０：
３０の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６
０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３
０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビ
ニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式
混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリ
ーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度の
マトリックスグリーンシートとした。そして、このマト
リックスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリック
ス多孔質体を作成した。
【００５３】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００５４】実施例１８ まず表１に示すような平均粒径で、その５０％の粒子の
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０〜６０μｍ
のＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の体
積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニルブ
チラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０〜６０μｍ
のＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の体
積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニルブ
チラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
【００５５】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００５６】実施例１９ まず表１に示すような平均粒径で、その５０％の粒子の
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウムチタネート粒子を７０：３０の
体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μｍ
のＬｉＡｌＯ2粉末からなる補強材を、７０：３０の体
積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニルブ
チラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウムチタネート粒子を７０：３０の
体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μｍ
のＬｉＡｌＯ2粉末からなる補強材を、７０：３０の体
積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニルブ
チラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
【００５７】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００５８】実施例２０ まず表１に示すような平均粒径で、その５０％の粒子の
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウム化ジルコニア粒子を７０：３０
の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の
体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニル
ブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウム化ジルコニア粒子を７０：３０
の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の
体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニル
ブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
【００５９】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００６０】実施例２１ まず表１に示すような平均粒径で、その５０％の粒子の
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウムナイオベート粒子を７０：３０
の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の
体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニル
ブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウムナイオベート粒子を７０：３０
の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の
体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニル
ブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
【００６１】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００６２】実施例２２ まず表１に示すような平均粒径で、その５０％の粒子の
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウムタンタレート粒子を７０：３０
の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の
体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニル
ブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−ＬｉＡｌ
Ｏ2 粒子およびリチウムタンタレート粒子を７０：３０
の体積比で混合した保持材粒子と、粒径が２０〜６０μ
ｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の
体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、ポリビニル
ブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合
し、スラリーを調製した。ひきつづき、このスラリーを
キャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマト
リックスグリーンシートとした。そして、このマトリッ
クスグリーンシートを大気中で脱脂してマトリックス多
孔質体を作成した。
【００６３】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、この溶
融炭酸塩型燃料電池の発電試験を行った。その結果を下
記表１に示す。
【００６４】比較例１ まず表１に示すような平均粒径で、その８０％以上の粒
子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌｉ
ＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子をアルミナポットに入
れ、トルエン、ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチ
ルと共に２０時間湿式混合し、スラリーを調製した。ひ
きつづき、このスラリーをキャリアシート上に展開し、
厚さ０．５ｍｍ程度のマトリックスグリーンシートとし
た。そして、このマトリックスグリーンシートを大気中
で脱脂してマトリックス多孔質体を作成した。
子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にあるα−Ｌｉ
ＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子をアルミナポットに入
れ、トルエン、ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチ
ルと共に２０時間湿式混合し、スラリーを調製した。ひ
きつづき、このスラリーをキャリアシート上に展開し、
厚さ０．５ｍｍ程度のマトリックスグリーンシートとし
た。そして、このマトリックスグリーンシートを大気中
で脱脂してマトリックス多孔質体を作成した。
【００６５】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
【００６６】比較例２〜５ まずそれぞれ表１に示すような平均粒径で、その８０％
以上の粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にある
α−ＬｉＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が２
０〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
以上の粒子の粒径が平均粒径の±６０％の範囲内にある
α−ＬｉＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が２
０〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００６７】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
【００６８】比較例６ まず、平均粒径が０．２μｍのγ−ＬｉＡｌＯ2 粒子か
らなる保持材粒子と、粒径が２０〜６０μｍのＬｉＡｌ
Ｏ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の体積比でアル
ミナポットにいれ、トルエン、ポリビニルブチラール、
フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合し、スラリー
を調製した。ひきつづき、このスラリーをキャリアシー
ト上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマトリックスグリ
ーンシートとした。そして、このマトリックスグリーン
シートを大気中で脱脂してマトリックス多孔質体を作成
した。
らなる保持材粒子と、粒径が２０〜６０μｍのＬｉＡｌ
Ｏ2 粉末からなる補強材を、７０：３０の体積比でアル
ミナポットにいれ、トルエン、ポリビニルブチラール、
フタル酸ジブチルと共に２０時間湿式混合し、スラリー
を調製した。ひきつづき、このスラリーをキャリアシー
ト上に展開し、厚さ０．５ｍｍ程度のマトリックスグリ
ーンシートとした。そして、このマトリックスグリーン
シートを大気中で脱脂してマトリックス多孔質体を作成
した。
【００６９】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
【００７０】比較例７ まずそれぞれ表１に示すような平均粒径で、その平均粒
径の±６０％の範囲内に５０％の粒子しか含まれないα
−ＬｉＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
径の±６０％の範囲内に５０％の粒子しか含まれないα
−ＬｉＡｌＯ2 粒子からなる保持材粒子と、粒径が２０
〜６０μｍのＬｉＡｌＯ2 粉末からなる補強材とを７
０：３０の体積比でアルミナポットに入れ、トルエン、
ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチルと共に２０時
間湿式混合し、スラリーを調製した。ひきつづき、この
スラリーをキャリアシート上に展開し、厚さ０．５ｍｍ
程度のマトリックスグリーンシートとした。そして、こ
のマトリックスグリーンシートを大気中で脱脂してマト
リックス多孔質体を作成した。
【００７１】以下実施例１と全く同様にして電解質板を
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
作成した後、溶融炭酸塩燃料電池を組み立て、この溶融
炭酸塩燃料電池の発電試験を行った。その結果を下記表
１に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】表１から明らかなように、保持材粒子とし
てα−ＬｉＡｌＯ2 粒子と、ＬｉＴｉＯ3 粒子、Ｌｉ2
ＺｒＯ3 粒子、ＬｉＮｂＯ3 粒子またはＬｉＴａＯ3 粒
子との混合物を用いた場合、あるいは保持材粒子の平均
粒径を、０．２μｍ〜０．６μｍの範囲内とした場合に
は、溶融炭酸塩型燃料電池の４，０００時間運転による
作動電位降下は１００ｍＶ以下に収まり良好な性能を維
持し、かつ電解質ロスも小さいことが確認された。
てα−ＬｉＡｌＯ2 粒子と、ＬｉＴｉＯ3 粒子、Ｌｉ2
ＺｒＯ3 粒子、ＬｉＮｂＯ3 粒子またはＬｉＴａＯ3 粒
子との混合物を用いた場合、あるいは保持材粒子の平均
粒径を、０．２μｍ〜０．６μｍの範囲内とした場合に
は、溶融炭酸塩型燃料電池の４，０００時間運転による
作動電位降下は１００ｍＶ以下に収まり良好な性能を維
持し、かつ電解質ロスも小さいことが確認された。
【００７４】また実施例７と実施例１８との比較から、
８０％以上の保持材粒子の粒径が、平均粒径の±６０％
の範囲内にある場合、さらに電解質ロスが少なく、長時
間使用後においても良好な性能を維持できることが判っ
た。
８０％以上の保持材粒子の粒径が、平均粒径の±６０％
の範囲内にある場合、さらに電解質ロスが少なく、長時
間使用後においても良好な性能を維持できることが判っ
た。
【００７５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば電
池性能を損なうことなく、電解質板中の電解質の流出を
抑えて、電解質ロスに伴う電解質板の抵抗増大、ガスク
ロスオーバーの発生を抑制でき、長時間運転可能な溶融
炭酸塩型燃料電池を提供することができる。
池性能を損なうことなく、電解質板中の電解質の流出を
抑えて、電解質ロスに伴う電解質板の抵抗増大、ガスク
ロスオーバーの発生を抑制でき、長時間運転可能な溶融
炭酸塩型燃料電池を提供することができる。
【図１】 溶融炭酸塩型燃料電池の基本構成を示す概略
図。
図。
【図２】 本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の一般的な構
成を示す斜視図。
成を示す斜視図。
【図３】 本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の部分拡大
図。
図。
１１・・アノード １２・・カソード １３・・電解質板 １４・・セパレータ １９・・マニホールド ２１・・燃料ガス ２４・・酸化剤ガス ２２、２５・・供給管 ２３、２６・・ガス排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 和明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (3)
- 【請求項１】 アルカリ炭酸塩からなる電解質を多孔質
体に含浸させてなる電解質板を備えた溶融炭酸塩型燃料
電池において、前記多孔質体がα−リチウム・アルミネ
ート粒子と、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコ
ニア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオ
ベート粒子およびリチウムチタネート粒子の少なくとも
１種とを含有する保持材粒子ならびに補強材を主体とす
ることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項２】 アルカリ炭酸塩からなる電解質を多孔質
体に含浸させてなる電解質板を備えた溶融炭酸塩型燃料
電池において、前記多孔質体がα−リチウム・アルミネ
ート粒子、リチウム化ジルコニア粒子、安定化ジルコニ
ア粒子、リチウムタンタレート粒子、リチウムナイオベ
ート粒子およびリチウムチタネート粒子の少なくとも１
種を含有する平均粒径０．２μｍ以上０．６μｍ以下の
保持材粒子ならびに補強材を主体とすることを特徴とす
る溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項３】 ８０％以上の保持材粒子の粒径が、平均
粒径の±６０％の範囲内にあることを特徴とする請求項
１または請求項２記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
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|---|---|---|---|
| JP21930593A JP3350167B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| US08/299,652 US5595832A (en) | 1993-09-03 | 1994-09-02 | Molten carbonate fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21930593A JP3350167B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
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| JP3350167B2 JP3350167B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
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|---|---|---|---|
| JP21930593A Expired - Fee Related JP3350167B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3350167B2 (ja) |
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1993
- 1993-09-03 JP JP21930593A patent/JP3350167B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-09-02 US US08/299,652 patent/US5595832A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| US5595832A (en) | 1997-01-21 |
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