JPH09129249A - Fused carbonate fuel cell - Google Patents

Fused carbonate fuel cell

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JPH09129249A
JPH09129249A JP7282829A JP28282995A JPH09129249A JP H09129249 A JPH09129249 A JP H09129249A JP 7282829 A JP7282829 A JP 7282829A JP 28282995 A JP28282995 A JP 28282995A JP H09129249 A JPH09129249 A JP H09129249A
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JP
Japan
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electrolyte
fuel cell
electrolyte plate
plate
porous body
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Withdrawn
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JP7282829A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Nakagawa
和明 中川
Hideyuki Ozu
秀行 大図
Yoshihiro Akasaka
芳浩 赤坂
Morohiro Tomimatsu
師浩 富松
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH09129249A publication Critical patent/JPH09129249A/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0289Means for holding the electrolyte
    • H01M8/0295Matrices for immobilising electrolyte melts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/14Fuel cells with fused electrolytes
    • H01M2008/147Fuel cells with molten carbonates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0048Molten electrolytes used at high temperature
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fused carbonate fuel cell substantially durable and stably operable by preventing the occurrence of a critical gas crossover due to a thermal cycle under the restraint of a functional drop through the reduction of the outflow of an electrolyte. SOLUTION: This fuel cell has an electrolyte plate 12 made of a porous material including a holder and a reinforcement impregnated with an electrolyte formed out of mixed alkaline carbonate, and a positive electrode 10 and a negative electrode 12 positioned so as to sandwich both principal planes of the electrolyte plate 12. In this case, the electrolyte plate 12 has a structure with at least three layers of porous materials 12a, 12c and 12b stacked, and the porous material layers 12a and 12b respectively in contact with both electrodes 10 and 11 contain an inorganic fiber material. In this case, at least one of lithium aluminate and alumina should preferably be selected as the inorganic fiber material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は溶融炭酸塩型燃料電
池に係り、さらに詳しくはー対の電極間に挟まれて配置
される電解質板および電極の接触界面を改良し、性能の
向上を図った溶融炭酸塩型燃料電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molten carbonate fuel cell, and more specifically to improving the contact interface between an electrolyte plate and an electrode arranged between a pair of electrodes to improve the performance. And a molten carbonate fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、資源の合理的
な活用という観点から、多くの関心が払われ、またその
開発が進められている。図4は、この種溶融炭酸塩型燃
料電池の基本構造を断面的に示したもので、導電性を示
す−対の電極であるアノ一ド1およびカソード2間に、
アルカリ炭酸塩からなる電解質を保持した電解質板3を
挟み込み配置した構成を採っている。なお、図4におい
て、4a,4bは一対の電極であるアノ一ド(正極)1およ
ぴカソード(負極)2を電解質板3面に圧接する一方、
ハウジング5a,5bに対して集電体などとして機能する波
板、6は燃料ガス供給口、7はアノード1側のガス排出
口、8は酸化剤ガス供給口、9はカソード2側のガス排
出口である。
2. Description of the Related Art Molten carbonate fuel cells have received much attention from the viewpoint of rational utilization of resources, and their development has been advanced. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the basic structure of this kind of molten carbonate fuel cell, showing conductivity-between the anode 1 and the cathode 2 which are paired electrodes,
The configuration is such that an electrolyte plate 3 holding an electrolyte made of an alkali carbonate is sandwiched and arranged. In FIG. 4, 4a and 4b denote a pair of electrodes, an anode (positive electrode) 1 and a cathode (negative electrode) 2, which are pressed against the surface of the electrolyte plate 3.
Corrugated plates functioning as current collectors for the housings 5a and 5b, 6 is a fuel gas supply port, 7 is a gas discharge port on the anode 1 side, 8 is an oxidant gas supply port, and 9 is a gas discharge on the cathode 2 side. It is the exit.

【0003】そして、この溶融炭酸塩型燃料電池は、次
のように操作され、所要の電力を発生させている。先
ず、電解質板3を高温(たとえば 650℃程度)下で溶融
させる一方、アノード1側にハウジング4aの燃料ガス供
給口6を通じて所要の燃料ガス(たとえば H2 ,CO2
を、カソード2側ににハウジング4bの酸化剤ガス供給口
8を通じて酸化剤ガス(たとえば空気,CO2 )をそれぞ
れ供給する。この燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給によ
って、アノ一ド1側では下記式 (1)の反応を、また、カ
ソード2側では下記式(2) の反応をそれぞれ起こさせ
て、所要の発電を行っている。
The molten carbonate fuel cell is operated as follows to generate the required electric power. First, while the electrolyte plate 3 is melted at a high temperature (eg, about 650 ° C.), a required fuel gas (eg, H 2 , CO 2 ) is supplied to the anode 1 side through the fuel gas supply port 6 of the housing 4a.
Is supplied to the cathode 2 side through the oxidant gas supply port 8 of the housing 4b, respectively (eg, air, CO 2 ). By supplying this fuel gas and oxidant gas, the reaction of the following formula (1) is caused on the anode 1 side and the reaction of the following formula (2) is caused on the cathode 2 side to generate the required power. ing.

【0004】 H2 +CO3 2- → H2 O +CO2 +2e- (1) 1/2 O2 +CO2 +2e- → CO3 2- (2) ところで、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と、
高温運転時(たとえば 650℃程度)に液体となる電解質
の流出を防止するための保持材と、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ている。ここで、混
合アルカリ炭酸塩は、Li2 CO3 , K2 CO3 およぴNa2 CO
3 の少なくとも2種の混合塩の形で使用されている。ま
た、保持材としては、粒径が0.05〜2.0 μm のγ− LiA
lO2 やβ− LiAlO2 からなる微粉末が、補強材としては
粒径10〜100 μm LiAlO2 がそれぞれ使用される。
[0004] H 2 + CO 3 2- → H 2 O + CO 2 + 2e - (1) 1/2 O 2 + CO 2 + 2e - → CO 3 2- (2) By the way, the electrolyte used in the molten carbonate fuel cell The plate is basically an electrolyte consisting of mixed alkali carbonates,
It is composed of a holding material for preventing the outflow of electrolyte that becomes liquid during high-temperature operation (for example, about 650 ° C), and a reinforcing material for preventing the occurrence of cracks during temperature rise. Here, the mixed alkali carbonates are Li 2 CO 3 , K 2 CO 3 and Na 2 CO 3.
It is used in the form of a mixed salt of at least two of 3 . Also, as the holding material, γ-LiA with a particle size of 0.05 to 2.0 μm was used.
fine powder of lO 2 and beta-LiAlO 2 is, as a reinforcing material is used the particle size 10 to 100 [mu] m LiAlO 2, respectively.

【0005】さらに、前記電解質板3は、炭酸イオン
(CO3 2-) の移動を媒体とするだけでなく、アノード1
およびカソード2間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ため、電解質板3中には
電解質が十分に保持されていること、電解質板3は亀裂
を生成・発生しないことなどが要求される。すなわち、
電解質の流出(電解質ロス)は、内部抵抗の増大を招く
とともに、ガスクロスオーバーの発生原因となり、ま
た、電解質板3の亀裂は致命的なガスクロスオーバーを
引き起こすからである。 このような要請に基づいて、
予めγ− LiAlO2 (保持材)およびβ− LiAlO2 (補強
材)の微粒子混合体で多孔質体を形成した後、この多孔
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
マトリックス法で製造した電解質板3が使用されてい
る。また、亀裂を防止するために、アルミナなどの無機
物繊維体を電解質板3の全体に分散させ、強度を向上さ
せる方法も知られている。
Further, the electrolyte plate 3 not only uses the movement of carbonate ions (CO 3 2− ) as a medium, but also the anode 1
And also functions as a gas permeation barrier layer for preventing the direct mixing (gas crossover) of the reaction gas between the cathodes 2. In order to perform such a function, it is required that the electrolyte plate 3 sufficiently holds the electrolyte and that the electrolyte plate 3 does not generate or generate cracks. That is,
This is because the outflow of electrolyte (electrolyte loss) causes an increase in internal resistance and causes gas crossover, and cracks in the electrolyte plate 3 cause fatal gas crossover. Based on such a request,
Manufactured by matrix method in which a porous body is formed in advance from a fine particle mixture of γ-LiAlO 2 (retaining material) and β-LiAlO 2 (reinforcing material), and then this porous body is impregnated with an electrolyte composed of mixed alkali carbonates. The electrolyte plate 3 is used. Further, in order to prevent cracks, a method of dispersing an inorganic fiber material such as alumina throughout the electrolyte plate 3 to improve the strength is also known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記改
善・改良が施された溶融炭酸塩型燃料電池の場合、長時
間の燃料電池運転においては、実用上次のような問題が
ある。すなわち、上記マトリックス法で製造した場合で
も、製造された電解質板3に電解質を保持できない粗孔
が生成する。また、電解質板3を補強するため、無機物
繊維体を全体的に添加・分散させた構造を採った場合
は、添加・分散させた無機物繊維体に起因する微小な割
れを生成する傾向がある。これらの結果、溶融炭酸塩型
燃料電池の起動・停止に伴う昇降温(サーマルサイク
ル)によって、前記粗孔および微小な割れが連結して亀
裂となり、2、3回のサーマルサイクルで致命的なガス
クロスオーバーを引き起こし、十分な電池特性を維持で
きないという不都合があつた。
However, in the case of the molten carbonate fuel cell which has been subjected to the above-mentioned improvements and improvements, there are the following practical problems in the operation of the fuel cell for a long time. That is, even when the electrolyte plate 3 is manufactured by the matrix method, coarse holes that cannot hold the electrolyte are generated in the manufactured electrolyte plate 3. In addition, in order to reinforce the electrolyte plate 3, when the structure in which the inorganic fiber body is added / dispersed as a whole is adopted, there is a tendency that minute cracks are generated due to the added / dispersed inorganic fiber body. As a result, the temperature rise / fall (thermal cycle) associated with the start / stop of the molten carbonate fuel cell causes the coarse pores and minute cracks to be connected to form a crack, which is a deadly gas in a few thermal cycles. There is a disadvantage that crossover is caused and sufficient battery characteristics cannot be maintained.

【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、電解質の流出を低減して性能の低下を抑制
しつつ、サーマルサイクルによる致命的なガスクロスオ
ーバーを防止し、実質的に長寿命で安定に動作する溶融
炭酸塩型燃料電池の提供を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and prevents the fatal gas crossover due to the thermal cycle while substantially suppressing the outflow of the electrolyte and suppressing the deterioration of the performance. An object of the present invention is to provide a molten carbonate fuel cell which has a long life and operates stably.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、混合
アルカリ炭酸塩からなる電解質を、保持材および補強材
を含む多孔体に含浸させた電解質板と、前記電解質板を
両主面で挟む正極および負極とを備えた溶融炭酸塩型燃
料電池において、前記電解質板は少なくとも3層の多孔
質体を積層した構成を採り、かつ両電極にそれぞれ接す
る多孔質体層が無機物繊維体を含有していることを特徴
とする溶融炭酸塩型燃料電池である。
According to a first aspect of the invention, an electrolyte plate in which a porous body containing a holding material and a reinforcing material is impregnated with an electrolyte composed of a mixed alkali carbonate, and the electrolyte plate is provided on both main surfaces. In a molten carbonate fuel cell having a positive electrode and a negative electrode sandwiched between the electrolyte plates, the electrolyte plate has a structure in which at least three layers of porous bodies are laminated, and the porous body layers in contact with both electrodes contain an inorganic fiber body. The molten carbonate fuel cell is characterized in that

【0009】請求項2の発明は、請求項1記載の溶融炭
酸塩型燃料電池において、無機物繊維体がリチウムアル
ミネートおよびアルミナの少なくとも1種であることを
特徴とする。
The invention of claim 2 is the molten carbonate fuel cell according to claim 1, wherein the inorganic fiber body is at least one of lithium aluminate and alumina.

【0010】本発明は、混合アルカリ炭酸塩からなる電
解質を保持材および補強材を含む多孔体に含浸させて成
る電解質板を備えた溶融炭酸塩型燃料電池において、ア
ノードおよびカソードの両電極間に挟まれるように配置
される電解質板が、少なくとも3層の多孔質体で積層型
に形成され、かつ多孔質体層のうち両電極に接する外層
のみが無機物繊維体を分散含有していることを骨子とし
た溶融炭酸塩型燃料電池である。つまり、電解質板を形
成する多孔質板を3層以上の積層型とし、溶融した電解
質の流出防止などを主とする多孔質層と、割れ発生の防
止などを主とする多孔質層と機能的に分け、かつその機
能性を考慮して積層型に配置した構成賭している。
The present invention relates to a molten carbonate fuel cell provided with an electrolyte plate obtained by impregnating a porous body containing a holding material and a reinforcing material with an electrolyte composed of a mixed alkali carbonate, and between the anode and cathode electrodes. The electrolyte plates arranged so as to be sandwiched are formed of at least three layers of a porous body in a laminated type, and only the outer layer of the porous body layer in contact with both electrodes contains the inorganic fiber body in a dispersed manner. It is a molten carbonate fuel cell as the essence. That is, the porous plate forming the electrolyte plate is a laminated type having three or more layers, and the porous layer mainly prevents outflow of the molten electrolyte and the porous layer mainly prevents crack generation. The betting is divided into two parts and arranged in a stacking type considering their functionality.

【0011】本発明において、正極(アノード),負極
(カソード)は、たとえばニッケルベースアロイまたは
多孔質のニッケルベースアロイの焼結体から形成され、
また、正極,電解質板,負極で構成する発電ユニットの
構成に用いるセパレータ、エッジシール、孔あき板、集
電体などを兼ねた波板は、たとえばステンレス鋼で形成
される。
In the present invention, the positive electrode (anode) and the negative electrode (cathode) are formed of, for example, a nickel base alloy or a sintered body of a porous nickel base alloy,
Further, the corrugated plate which also serves as a separator, an edge seal, a perforated plate, a current collector, etc., which is used in the construction of the power generation unit composed of the positive electrode, the electrolyte plate and the negative electrode, is made of, for example, stainless steel.

【0012】本発明において、電解質板は、3層の多孔
質体(たとえば気孔率40〜65%)の積層体であり、高温
運転時に液体となる電解質の流出を防止するための保持
材と、昇温時の割れ発生を防止するための粒子補強材と
を含有し、かつ混合アルカリ炭酸塩を溶融状態で含浸し
た構成になっている。図1は、この積層型の電解質板の
要部を断面的に示したもので、両電極10,11にそれぞれ
接する外側の層 12a,12bには、第2の補強材として機
能する無機物繊維体を添加・含有し、中央部の層 12cに
は第2の補強材として機能する無機物繊維体が無添加と
なっている。
In the present invention, the electrolyte plate is a laminated body of three layers of porous material (for example, porosity of 40 to 65%), and a holding material for preventing the outflow of the electrolyte that becomes a liquid during high temperature operation, A particle reinforcing material for preventing the occurrence of cracks at the time of temperature rise is contained, and a mixed alkali carbonate is impregnated in a molten state. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part of this laminated electrolyte plate. In the outer layers 12a and 12b in contact with both electrodes 10 and 11, inorganic fiber bodies functioning as a second reinforcing material are provided. In addition, the central layer 12c has no added inorganic fiber body functioning as a second reinforcing material.

【0013】すなわち、電解質板を構成する多孔質体
は、具体的には次のような形態を有することが好まし
い。
That is, it is preferable that the porous body constituting the electrolyte plate specifically has the following form.

【0014】(a)粒径が0.05〜 0.5μm 程度の粒子(保
持材)と、粒径が10〜 100μm 程度の粒子(補強材)
と、長さ50〜3000μm 程度の無機物繊維体から構成され
る多孔質体。
(A) Particles having a particle size of about 0.05 to 0.5 μm (holding material) and particles having a particle size of about 10 to 100 μm (reinforcing material)
And a porous body composed of an inorganic fiber body having a length of about 50 to 3000 μm.

【0015】(b)粒径が0.05〜 0.5μm 程度の粒子(保
持材)と、長さ50〜3000μm 程度の無機物繊維体から構
成される多孔質体。
(B) A porous body composed of particles (holding material) having a particle size of about 0.05 to 0.5 μm and an inorganic fiber body having a length of about 50 to 3000 μm.

【0016】(c)粒径が0.05〜 0.5μm 程度の粒子(保
持材)で構成される多孔質体。
(C) A porous body composed of particles (holding material) having a particle size of about 0.05 to 0.5 μm.

【0017】(d)粒径が0.05〜 0.5μm 程度の粒子(保
持材)と、粒径が10〜 100μm 程度の粒子(補強材)と
で構成される多孔質体。
(D) A porous body composed of particles (holding material) having a particle size of about 0.05 to 0.5 μm and particles (reinforcing material) having a particle size of about 10 to 100 μm.

【0018】(e)粒径が0.05〜 0.5μm 程度の粒子(保
持材)と、長さが20〜 200μm の無機物短繊維体(補強
材)とで構成される多孔質体。
(E) A porous body composed of particles (holding material) having a particle size of about 0.05 to 0.5 μm and inorganic short fiber bodies (reinforcing material) having a length of 20 to 200 μm.

【0019】そして、両電極に接する外側の層として
は、(a) もしくは(b) の形態が選ばれ、また、電極に接
しない中間層としては、(c) ,(d) もしくは(e) の形態
が選ばれる。
The form of (a) or (b) is selected as the outer layer in contact with both electrodes, and the intermediate layer not in contact with the electrodes is (c), (d) or (e). Is selected.

【0020】前記多孔質体(a) においては、無機物繊維
体の添加・含有量が 5〜18重量%、より好ましくは 8〜
15重量%であることが望ましい。その理由は、無機物繊
維体の含有量が 5重量%未満ではクラックの発生を防止
することが困難になり、18重量%を超えると多孔質体の
初期気孔率が高くて、電解質ロスの抑制が困難となる傾
向が認められる。また、粒径が10〜 100μm の粒子(補
強材)は、無機物繊維体との合計で30重量%以下にとど
めることが望ましい。30重量%を超えると、粒径が0.05
〜 0.5μm 程度の粒子(保持材)成分が少なくなり過
ぎ、電解液の保持力が低下するからである。
In the porous body (a), the amount of the inorganic fiber body added / content is 5 to 18% by weight, more preferably 8 to
It is preferably 15% by weight. The reason is that it is difficult to prevent the occurrence of cracks when the content of the inorganic fiber body is less than 5% by weight, and when it exceeds 18% by weight, the initial porosity of the porous body is high and the loss of the electrolyte is suppressed. It tends to be difficult. Further, the total amount of particles (reinforcing material) having a particle size of 10 to 100 μm is preferably 30% by weight or less in total with the inorganic fiber body. When it exceeds 30% by weight, the particle size is 0.05.
This is because the particle (holding material) component of about 0.5 μm becomes too small and the holding power of the electrolytic solution decreases.

【0021】(b)の多孔質体においては、無機物繊維体
の添加・含有量が10〜25重量%、より好ましくは12〜20
重量%であることが望ましい。その理由は、無機物繊維
体の含有量を10重量%未満にするとクラック発生を防止
することが困難になり、25重量%を超えると多孔質体の
気孔率が高くなり、電解質ロスの抑制が困難となる。ま
た、 (d)の多孔質体においては、粒径が10〜 100μm の
粒子(補強材)が10〜30重量%、より好ましくは12〜20
重量%であることが望ましい。その理由は、10重量%未
満ではクラック発生を防止することが困難になり、30重
量%を超えると多孔質体の気孔率が上がり電解質ロスの
抑制が困難となるからである。
In the porous body (b), the amount of the inorganic fiber body added and contained is 10 to 25% by weight, more preferably 12 to 20%.
% By weight. The reason is that if the content of the inorganic fiber body is less than 10% by weight, it becomes difficult to prevent cracking, and if it exceeds 25% by weight, the porosity of the porous body becomes high and it is difficult to suppress electrolyte loss. Becomes Further, in the porous body (d), 10 to 30% by weight of particles (reinforcing material) having a particle size of 10 to 100 μm, more preferably 12 to 20%
% By weight. The reason is that if it is less than 10% by weight, it is difficult to prevent the generation of cracks, and if it exceeds 30% by weight, the porosity of the porous body increases and it becomes difficult to suppress electrolyte loss.

【0022】さらに、(e) の多孔質体においては、短繊
維体の含有量が10〜25重量%、より好ましくは12〜20重
量%であることが望ましい。その理由は、短繊維体(補
強材)の含有量が10重量%未満ではクラック発生を防止
することが困難になり、5 重量%を超えると多孔質体の
気孔率が上がり電解質ロスの抑制が困難となるからであ
る。
Further, in the porous body (e), it is desirable that the content of the short fiber body is 10 to 25% by weight, more preferably 12 to 20% by weight. The reason is that it is difficult to prevent cracking when the content of the short fiber body (reinforcing material) is less than 10% by weight, and when it exceeds 5% by weight, the porosity of the porous body increases and the electrolyte loss is suppressed. It will be difficult.

【0023】本発明において、前記多孔質体(a) 〜(e)
に含まれる粒子(保持体,補強材)としては、リチウム
アルミネート(α,β,γ-LiAlO2 ),リチウムジルコ
ネート(Li2 ZrO3 ),ジルコニア( ZrO2 ),リチウ
ムタンタレート( LiTaO3 ),カリウムタンタレートと
して(KTaO3 )で示される化合物を挙げることができ
る。一方、無機物繊維体,短繊維体としては、アルミナ
(Al2 O 3 ),リチウムアルミネート(α,β,γ-LiA
lO2 ),ジルコニア( ZrO2 ),リチウムジルコネート
(Li2 ZrO3 )などが挙げられ、これらは2種以上の混
合系で用いてもよい。また、この無機物繊維体,短繊維
体は、いわゆる純然たる繊維のみでなく、結晶型の棒状
体であってもよいし、さらに、電解質板として組み込ん
だ電池の動作過程で、電解質の作用を受けてリチウム化
した形態を採ったものでもよい。
In the present invention, the porous bodies (a) to (e)
The particles (supporting material, reinforcing material) contained in are lithium aluminate (α, β, γ-LiAlO 2 ), lithium zirconate (Li 2 ZrO 3 ), zirconia (ZrO 2 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ) And potassium tantalate include compounds represented by (KTaO 3 ). On the other hand, as inorganic fiber bodies and short fiber bodies, alumina (Al 2 O 3 ), lithium aluminate (α, β, γ-LiA
lO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), lithium zirconate (Li 2 ZrO 3 ) and the like, and these may be used in a mixture of two or more kinds. Further, the inorganic fiber body and the short fiber body may be not only so-called pure fibers but also a crystal type rod-shaped body, and further, in the operation process of a battery incorporated as an electrolyte plate, it may be affected by the electrolyte. It may be in a lithiated form.

【0024】本発明において、積層型の多硬質体に含浸
される電解質(混合アルカリ炭酸塩)としては、たとえ
ば炭酸リチウム(Li2 CO3 )と炭酸カリウム( K2 C
O3 )の混合物、Li2 CO3 と炭酸ナトリウム(Na2 CO3
の混合物、Li2 CO3 と K2 CO3 とNa2 CO3 の混合物など
が挙げられ、また、アルカリ土類金属炭酸塩の添加も可
能である。
In the present invention, examples of the electrolyte (mixed alkali carbonate) to be impregnated in the laminated multi-hard body include lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and potassium carbonate (K 2 C).
O 3 ) mixture, Li 2 CO 3 and sodium carbonate (Na 2 CO 3 )
And a mixture of Li 2 CO 3 , K 2 CO 3 and Na 2 CO 3 , and the addition of an alkaline earth metal carbonate is also possible.

【0025】本発明に係る電解質板は、たとえば次のよ
うな方法により製造される。
The electrolyte plate according to the present invention is manufactured, for example, by the following method.

【0026】先ず、保持材粒子、無機物繊維体,短繊維
体および必要によって配合される捕強材粒子を有機バイ
ンダとともに、有機溶媒の混合下で混合する。ここで用
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、アクリル樹脂などが挙げられ
る。また、有機溶媒としてば、たとえばトルエン、キシ
レン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。続いて、
前記混合物を通常のシート成形法(たとえばドクターブ
レード法,カレンダーロール法,スリップキャスト法も
しくは冷間押し出し法など)によってグリーンシートを
成形した後、脱脂することにより所定の気孔率を有する
多孔質体を作成する。
First, the holding material particles, the inorganic fiber body, the short fiber body and the reinforcing material particles which are blended as necessary are mixed with an organic binder under the mixing of an organic solvent. Examples of the organic binder used here include polyvinyl butyral, dibutyl phthalate, and acrylic resin. Examples of the organic solvent include toluene, xylene, methyl ethyl ketone and the like. continue,
A green sheet is formed from the mixture by a usual sheet forming method (for example, doctor blade method, calendar roll method, slip casting method or cold extrusion method), and then degreased to obtain a porous body having a predetermined porosity. create.

【0027】一方、混合アルカリ炭酸塩からなる電解質
を、前記多孔質体の場合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
シート状物を重ね、そのシート状物を溶融させて多孔質
体に含浸させることにより電解質板を製造する。なお、
具体的には、上記作成した電解質板に、電解質となる混
合アルカリ炭酸塩を含浸し、アノ一ドと無含浸のカソー
ドの問に配置して単位セルとし、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。その後、作動温度まで昇温させ、
電解質板の気孔部分に、アノード中の溶融した混合アル
カリ炭酸塩を拡散,充填させて、所要の電解質板として
機能させることになる。
On the other hand, an electrolyte composed of mixed alkali carbonates is formed into a sheet by the same method as in the case of the porous body to prepare a sheet-like material. Then, a sheet-shaped material is stacked on the porous body, and the sheet-shaped material is melted and impregnated into the porous body to manufacture an electrolyte plate. In addition,
Specifically, the above-prepared electrolyte plate is impregnated with a mixed alkali carbonate serving as an electrolyte, and is placed as a unit cell between anode and non-impregnated cathode, and a plurality of unit cells are sandwiched by separators. After stacking to form a stack power generation element, a manifold is attached to four side surfaces of the power generation element to assemble a fuel cell. Then raise the temperature to the operating temperature,
Molten mixed alkali carbonate in the anode is diffused and filled in the pores of the electrolyte plate to function as a required electrolyte plate.

【0028】請求項1および請求項2の発明では、粒子
状の保持材および補強材を含む多孔質体に、混合アルカ
リ炭酸塩からなる電解質を含浸させて成る電解質板を備
えた溶融炭酸塩型燃料電池において、前記電解質板を少
なくとも3層の多孔質体の積層型とし、かつ電極に接す
る多孔質体層にのみ無機物繊維体を添加・含有させた構
成としている。つまり、電解質板における亀裂発生の抑
制と、電解液の安定な保持を同時に実現する構成とした
ことにより、サーマルサイクルによる亀裂発生、長時問
運転による粗孔化などに起因する致命的なガスクロスオ
ーバーの発生が全面的に防止される。したがって、長時
間、高出力密度での運転が可能な溶融炭酸塩型燃料電池
として機能することになる。
According to the first and second aspects of the present invention, a molten carbonate type having an electrolyte plate formed by impregnating a porous body containing a particulate holding material and a reinforcing material with an electrolyte composed of a mixed alkali carbonate In the fuel cell, the electrolyte plate is a laminated type of a porous body having at least three layers, and the inorganic fiber body is added and contained only in the porous body layer in contact with the electrode. In other words, by suppressing the generation of cracks in the electrolyte plate and simultaneously maintaining stable retention of the electrolytic solution, a fatal gas cross caused by crack generation due to thermal cycle, coarsening due to long time operation, etc. The occurrence of over is completely prevented. Therefore, it functions as a molten carbonate fuel cell capable of operating at high power density for a long time.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、図2および図3を参照して
本発明を具体的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

【0030】図1は本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の要
部構成例を展開的に示す斜視図、図2はスタック発電要
素の一部を拡大して示す斜視図である。この溶融炭酸塩
型燃料電池は、アノード(燃料極)10,カソード(空気
極)11およびこれらの電極10,11 間に配置され、電解
質を保持した電解質板12を備えている。ここで、アノ一
ド10,カソード11および電解質板12は、単位セルを形成
し、複数の単位セルがセパレータ13を介して積層されて
スタック発電要素を構成している。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a structural example of a main part of a molten carbonate fuel cell of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of a stack power generation element. The molten carbonate fuel cell includes an anode (fuel electrode) 10, a cathode (air electrode) 11, and an electrolyte plate 12 which holds an electrolyte and is arranged between the electrodes 10 and 11. Here, the anode 10, the cathode 11 and the electrolyte plate 12 form a unit cell, and a plurality of unit cells are stacked via the separator 13 to form a stack power generation element.

【0031】より具体的には、前記単位セルは、次のよ
うに形成されている。すなわち、電解質板12上面に配置
されたアノード10の対向する一対の縁部には、電解質板
12の縁部から所望の距離を隔てて内側に位置し、かつア
ノード10が存在しない電解質板12の両縁部とセパレータ
13の間を封止するエッジシール板 14aが配置されてい
る。また、電解質板12下面に配置されたカソード11のエ
ッジシール板 14aと直交するー対の縁部には、電解質板
12の縁部から所望距離隔てて内側に位置し、かつ前記カ
ソード11が存在しない電解質板12の両縁部とセパレータ
13の間を封止するエッジシール板 14bが配置されてい
る。さらに、前記アノ一ド10,セパレータ13およびびエ
ッジシール板 14aで区画された空問(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 15
a,波板 16aがアノ一ド10側から順次積層されている。
一方、カソード11,セパレータ13およびエッジシール板
14bで区画された空間(酸化剤ガス流通空問)には、集
電板としての導電性を有する孔あき板 16b,波板 16bが
カソード11側から順次積層されている。ここで、アノー
ド10,カソード11はたとえばニッケルベースアロイ製で
あり、セパレータ13,エッジシール板 14a, 14b,孔あ
き板 15a, 15b,波板 16a, 16bはたとえばステンレス
鋼製である。
More specifically, the unit cell is formed as follows. That is, the electrolyte plate is provided on the pair of facing edges of the anode 10 arranged on the upper surface of the electrolyte plate 12.
Both edges and a separator of the electrolyte plate 12 which is located inside at a desired distance from the edges of 12 and in which the anode 10 does not exist.
An edge seal plate 14a for sealing the space between 13 is arranged. In addition, the cathode 11 disposed on the lower surface of the electrolyte plate 12 is orthogonal to the edge seal plate 14a-a pair of edges is provided with an electrolyte plate.
Both edges of the electrolyte plate 12 and the separator which are located inside at a desired distance from the edges of 12 and in which the cathode 11 does not exist.
An edge seal plate 14b for sealing the space between 13 is arranged. Further, the empty space (fuel gas distribution space) partitioned by the anode 10, the separator 13 and the edge seal plate 14a has a perforated plate 15 having conductivity as a current collector plate.
a and corrugated plate 16a are sequentially laminated from the anode 10 side.
On the other hand, cathode 11, separator 13 and edge seal plate
A perforated plate 16b having conductivity and a corrugated plate 16b as a current collector are sequentially stacked from the cathode 11 side in the space defined by 14b (oxidant gas circulation space). Here, the anode 10 and the cathode 11 are made of nickel base alloy, for example, and the separator 13, the edge seal plates 14a and 14b, the perforated plates 15a and 15b, and the corrugated plates 16a and 16b are made of stainless steel, for example.

【0032】このような構成の複数の単位セルは、セパ
レータ13を挟んで積層してスタック発電要素を構成して
おり、このスタック発電要素の4つの側面には、枠状の
フランジ17を有するマニホールド18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各側面とマニホ
ールド18のフランジ17との間には、それぞれ枠状のマニ
ホールドシール板19を介在させてある。
A plurality of unit cells having such a structure are stacked with a separator 13 sandwiched therebetween to form a stack power generating element, and a manifold having frame-shaped flanges 17 on four side surfaces of the stack power generating element. 18 are arranged respectively. In addition, a frame-shaped manifold seal plate 19 is interposed between each side surface of the stack power generation element and the flange 17 of the manifold 18.

【0033】なお、前記燃料ガス流通空間が表出する発
電要素の側面に対応するマニホールド(図示省略)に
は、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給管20が取り
付けられており、この燃料ガス供給管20に対して反対側
のマニホールド18には、ガス排出管21が取り付けられて
いる。また、前記酸化剤ガス流通区問が表出する発電要
素の側面に対応するマニホールド(図示省略)には、酸
化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給管22が取り付
けられており、この酸化剤ガス供給管22に対して反対側
には、ガス排出管23が取り付けられている。
A fuel gas supply pipe 20 for supplying fuel gas is attached to a manifold (not shown) corresponding to the side surface of the power generation element where the fuel gas distribution space is exposed. A gas exhaust pipe 21 is attached to the manifold 18 on the opposite side of the supply pipe 20. Further, an oxidant gas supply pipe 22 for supplying an oxidant gas is attached to a manifold (not shown) corresponding to the side surface of the power generation element where the oxidant gas distribution area is exposed. A gas discharge pipe 23 is attached to the opposite side of the agent gas supply pipe 22.

【0034】実施例1〜6,比較例1〜6 比表面積が 5〜 15m2 /gのα−リチウムアルミネート
(α-LiAlO3 )微粉末(保持材)および粒径20〜60μm
のアルミナ(Al2 O 3 )粉末(補強材粒子)を表1に示
す重量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とともに72時間湿式
混合してスラリーを調製した。次いで、篩によって分散
した短径約 1μm ,長径約 3mmのAl2 O 3 (無機物繊維
体)を表1に示す重量比で、前記各スラリー中に添加し
た後、キャリアシート上に展開して、それぞれ厚さ 0.5
mm程度のマトリックスグリーンシートとした。これらシ
ートを表1に示すとおり、電極側2枚と、この2枚に挟
まれる中央部1枚の計3枚とを積層型に組み合わせて電
解質板とした。
Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 Fine powder of α-lithium aluminate (α-LiAlO 3 ) having a specific surface area of 5 to 15 m 2 / g (holding material) and particle diameter of 20 to 60 μm
Alumina (Al 2 O 3 ) powder (reinforcing material particles) was placed in an alumina pot at the weight ratio shown in Table 1, and wet mixed with toluene, polyvinyl butyral, and dibutyl phthalate for 72 hours to prepare a slurry. Next, Al 2 O 3 (inorganic fiber body) having a short diameter of about 1 μm and a long diameter of about 3 mm dispersed by a sieve at a weight ratio shown in Table 1 was added to each of the slurries, and then spread on a carrier sheet, 0.5 each
A matrix green sheet of about mm was used. As shown in Table 1, as shown in Table 1, two sheets on the electrode side and one sheet in the center sandwiched between the two sheets, a total of three sheets, were combined into a laminated type to form an electrolyte plate.

【0035】[0035]

【表1】 次いで、電解質としての混合アルカリ炭酸塩(Li2 C
O3 :62 mol%, K2 CO3: 8 mol%)を、前記多孔質体
の場合と同様な方法によってシート状化し、このシート
状物を前記多孔質体上に重ね 550℃まで昇温し、そのシ
ート状物を溶融状態とすることにより、前記混合アルカ
リ炭酸塩を多孔質体にそれぞれ含浸して、電解質板を作
成した。
[Table 1] Next, mixed alkali carbonate (Li 2 C
O 3: 62 mol%, K 2 CO 3: 8 the mol%), wherein a sheet Joka optionally the same method of the porous body, heating the sheet to 550 ° C. overlaid on the porous body Then, the sheet-like material was put into a molten state to impregnate the porous body with the mixed alkali carbonate, thereby preparing an electrolyte plate.

【0036】実施例7〜13,比較例7〜11 比表面積が 5〜 15m2 /gのα−リチウムアルミネート
(α-LiAlO3 )微粉末(保持材)および粒径20〜60μm
のアルミナ(Al2 O 3 )粉末(補強材粒子)を表2に示
す重量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とともに72時間湿式
混合してスラリーを調製した。次いで、篩によって分散
した短径約 1μm ,長径約 3mmのAl2 O 3 (無機物繊維
体)を表2に示す重量比で、前記各スラリー中に添加し
た後、キャリアシート上に展開して、それぞれ厚さ 0.5
mm程度のマトリックスグリーンシートとした。これらシ
ートを表2に示すとおり、電極側2枚と、この2枚に挟
まれる中央部1枚の計3枚とを積層型に組み合わせて電
解質板とした。
Examples 7 to 13 and Comparative Examples 7 to 11 Fine powder (holding material) of α-lithium aluminate (α-LiAlO 3 ) having a specific surface area of 5 to 15 m 2 / g and a particle size of 20 to 60 μm.
Alumina (Al 2 O 3 ) powder (reinforcing material particles) was placed in an alumina pot at a weight ratio shown in Table 2 and wet-mixed with toluene, polyvinyl butyral, and dibutyl phthalate for 72 hours to prepare a slurry. Then, Al 2 O 3 (inorganic fiber body) having a short diameter of about 1 μm and a long diameter of about 3 mm dispersed by a sieve at a weight ratio shown in Table 2 was added to each of the above-mentioned slurries, and then spread on a carrier sheet, 0.5 each
A matrix green sheet of about mm was used. As shown in Table 2, two sheets on the electrode side and a total of three sheets of the central portion sandwiched between the two sheets were combined into a laminated type to form an electrolyte plate.

【0037】[0037]

【表2】 次いで、電解質としての混合アルカリ炭酸塩(Li2 C
O3 :62 mol%, K2 CO3: 8 mol%)を、前記多孔質体
の場合と同様な方法によってシート状化し、このシート
状物を前記多孔質体上に重ね 550℃まで昇温し、そのシ
ート状物を溶融状態とすることにより、前記混合アルカ
リ炭酸塩を多孔質体にそれぞれ含浸して、電解質板を作
成した。
[Table 2] Next, mixed alkali carbonate (Li 2 C
O 3: 62 mol%, K 2 CO 3: 8 the mol%), wherein a sheet Joka optionally the same method of the porous body, heating the sheet to 550 ° C. overlaid on the porous body Then, the sheet-like material was put into a molten state to impregnate the porous body with the mixed alkali carbonate, thereby preparing an electrolyte plate.

【0038】実施例14〜20,比較例12〜16 比表面積が 5〜 15m2 /gのα−リチウムアルミネート
(α-LiAlO3 )微粉末(保持材)および粒径20〜60μm
のアルミナ(Al2 O 3 )粉末(補強材粒子)もしくは短
径約 1μm ,長径約 100μm のAl2 O 3 (無機物繊維
体)を表3に示す重量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とと
もに72時間湿式混合してスラリーを調製した。次いで、
篩によって分散した短径約 1μm ,長径約 3mmのAl2 O
3 (無機物繊維体)を表3に示す重量比で、前記各スラ
リー中に添加した後、キャリアシート上に展開して、そ
れぞれ厚さ 0.5mm程度のマトリックスグリーンシートと
した。これらシートを表3に示すとおり、電極側2枚
と、この2枚に挟まれる中央部1枚の計3枚とを積層型
に組み合わせて電解質板とした。
Examples 14-20, Comparative Examples 12-16 α-Lithium aluminate (α-LiAlO 3 ) fine powder (holding material) having a specific surface area of 5-15 m 2 / g and a particle size of 20-60 μm
Alumina (Al 2 O 3 ) powder (reinforcement material particles) or Al 2 O 3 (mineral fiber body) having a short diameter of about 1 μm and a long diameter of about 100 μm was placed in an alumina pot at the weight ratio shown in Table 3, and toluene and polyvinyl butyral were added. , And dibutyl phthalate were wet mixed for 72 hours to prepare a slurry. Then
Al 2 O with a short diameter of about 1 μm and a long diameter of about 3 mm dispersed by a sieve
3 (inorganic fibrous body) was added to each of the above-mentioned slurries in a weight ratio shown in Table 3, and then spread on a carrier sheet to form matrix green sheets each having a thickness of about 0.5 mm. As shown in Table 3, two sheets on the electrode side and one sheet in the central portion sandwiched between the two sheets, a total of three sheets, were combined in a laminated type to form an electrolyte plate.

【0039】[0039]

【表3】 次いで、電解質としての混合アルカリ炭酸塩(Li2 C
O3 :62 mol%, K2 CO3: 8 mol%)を、前記多孔質体
の場合と同様な方法によってシート状化し、このシート
状物を前記多孔質体上に重ね 550℃まで昇温し、そのシ
ート状物を溶融状態とすることにより、前記混合アルカ
リ炭酸塩を多孔質体にそれぞれ含浸して、電解質板を作
成した。
[Table 3] Next, mixed alkali carbonate (Li 2 C
O 3: 62 mol%, K 2 CO 3: 8 the mol%), wherein a sheet Joka optionally the same method of the porous body, heating the sheet to 550 ° C. overlaid on the porous body Then, the sheet-like material was put into a molten state to impregnate the porous body with the mixed alkali carbonate, thereby preparing an electrolyte plate.

【0040】これら実施例1〜20、比較例1〜16の各電
解質板を用いて、前記図1および図2に図示した構成の
溶融炭酸塩型燃料電池を組み立て、 650℃において8000
時間の連続運転を行った後の電池性能をそれぞれ調べ
た。また、上記電池運転後、電池を分解して電解質板を
取り出し、酢酸によって炭酸塩部分を溶かし出して運転
前後での炭酸塩ロス量を調べた。これらの結果を前記表
1、2、3にそれぞれ併記した。さらに、アノード10側
に、 H2 80容積%+CO2 20容積%の燃料ガスに容積比で
Heガスを10%混合したガスを、カソード11側に空気70容
積%+CO2 30容積%の混合ガスを流し、 200時間ごとに
電池の起動停止を繰り返し、カソード11側出口ガスのHe
濃度を測定した。このHe濃度が 2%を超える回数を前記
表1、2、3に併記した。
Using the electrolyte plates of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 16, a molten carbonate fuel cell having the structure shown in FIGS. 1 and 2 was assembled, and 8000 at 650 ° C.
The battery performance after each continuous operation was examined. Further, after the battery was operated, the battery was disassembled, the electrolyte plate was taken out, the carbonate portion was dissolved by acetic acid, and the amount of carbonate loss before and after the operation was examined. These results are also shown in Tables 1, 2 and 3 respectively. Furthermore, on the anode 10 side, a volume ratio of 80% by volume of H 2 + 20% by volume of CO 2 in fuel gas
He gas of 10% mixed gas, the cathode 11 side flowing air 70 volume% + CO 2 30 volume% of the mixed gas, repeated starting and stopping of the battery every 200 hours, the cathode 11 side outlet gas He
The concentration was measured. The number of times that the He concentration exceeds 2% is also shown in Tables 1, 2 and 3 above.

【0041】前記各表から明らかなように、実施例1〜
20の電極に接する2層の多孔質板にのみ繊維体を添加・
含有させて成る電解質板を具備させた溶融炭酸塩型燃料
電池では、比較例の燃料電池に比べて、クロスリーク量
2%に達するまでのサーマル回数が伸び、また8000時間
連続運転後の作動電位降下が小さく、長期的に安定であ
ることが判る。
As is clear from the above tables, Examples 1 to 1
Add the fibrous body only to the two layers of porous plate in contact with 20 electrodes.
In the molten carbonate fuel cell equipped with the electrolyte plate containing it, the amount of cross leak is larger than that of the fuel cell of the comparative example.
It can be seen that the number of thermal cycles until reaching 2% is extended, and the operating potential drop after 8000 hours of continuous operation is small, which is stable over the long term.

【0042】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの
変形を採ることができる。すなわち、電解質板12を構成
する各多孔質体の組成,多孔質体の積層数,電解質など
は、具体例として挙げた構成以外の構成を採ることもで
きる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That is, the composition of each porous body that constitutes the electrolyte plate 12, the number of stacked porous bodies, the electrolyte, and the like may take a configuration other than the configuration given as a specific example.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
発電特性を損なうことなく、電解質板の亀裂が抑制さ
れ、かつ電解質板中の電解質の流出も抑制される。つま
り、サーマルサイクルなどにおいても、具備している電
解質板が安定的に動作するので、ガスクロスオーバーに
よる致命的な作動電位の低下問題が全面的に回避・抑制
され、結果的に長時間運転可能な溶融炭酸塩型燃料電池
が提供される。
As described in detail above, according to the present invention,
Cracking of the electrolyte plate is suppressed and the outflow of the electrolyte in the electrolyte plate is also suppressed without impairing the power generation characteristics. In other words, even in a thermal cycle, since the electrolyte plate that it has operates stably, the problem of fatal reduction of the operating potential due to gas crossover is completely avoided and suppressed, resulting in long-term operation. A molten carbonate fuel cell is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池が具備する
電解質板の要部構成例を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a main part of an electrolyte plate included in a molten carbonate fuel cell according to the present invention.

【図2】本発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池の要部構成
例を展開して示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing an expanded configuration example of a main part of a molten carbonate fuel cell according to the present invention.

【図3】図1の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of FIG.

【図4】溶融炭酸塩型燃料電池の基本構成を示す概略
図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the basic configuration of a molten carbonate fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,10……アノード 2,11……カソード 3,12……電解質板 4a,4b, 16a, 16b……波板 5a,5b……ハウジング 6……燃料ガス供給口 7……燃料ガス側排出口 8……酸化剤ガス供給口 9……酸化剤ガス側排出口 12a, 12b……電解質板を形成する外層の多孔質体 12c……電解質板を形成する内層(中央部)の多孔質体 13……セパレータ 14a, 14b……エッジシール板 15a, 15b……孔あき板 17……フランジ 18……マニホールド 19……マニホールドシールド板 20……燃料ガス供給管 21,23……ガス排出管 22……酸化剤ガス供給管 1, 10 …… Anode 2, 11 …… Cathode 3, 12 …… Electrolyte plate 4a, 4b, 16a, 16b …… Corrugated plate 5a, 5b …… Housing 6 …… Fuel gas supply port 7 …… Fuel gas side exhaust Outlet 8 ... Oxidant gas supply port 9 ... Oxidant gas side discharge port 12a, 12b ... Porous body of outer layer forming electrolyte plate 12c ... Porous body of inner layer (center part) forming electrolyte plate 13 …… Separator 14a, 14b …… Edge seal plate 15a, 15b …… Perforated plate 17 …… Flange 18 …… Manifold 19 …… Manifold shield plate 20 …… Fuel gas supply pipe 21, 23 …… Gas discharge pipe 22 ...... Oxidant gas supply pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富松 師浩 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor: Toshimatsu Toshihiro 1 Kosuka Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Toshiba R & D Center Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 混合アルカリ炭酸塩からなる電解質を、
保持材および補強材を含む多孔体に含浸させた電解質板
と、前記電解質板を両主面で挟む正極および負極とを備
えた溶融炭酸塩型燃料電池において、 前記電解質板は少なくとも3層の多孔質体を積層した構
成を採り、かつ両電極にそれぞれ接する多孔質体層が無
機物繊維体を含有していることを特徴とする溶融炭酸塩
型燃料電池。
1. An electrolyte comprising a mixed alkali carbonate,
In a molten carbonate fuel cell comprising an electrolyte plate impregnated in a porous body including a holding material and a reinforcing material, and a positive electrode and a negative electrode sandwiching the electrolyte plate on both main surfaces, the electrolyte plate has at least three layers of porous material. A molten carbonate fuel cell, characterized in that a porous body layer having a structure in which porous bodies are laminated and each of which is in contact with both electrodes contains an inorganic fiber body.
【請求項2】 無機物繊維体がリチウムアルミネートお
よびアルミナの少なくとも1種であることを特徴とする
請求項1記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
2. The molten carbonate fuel cell according to claim 1, wherein the inorganic fiber body is at least one of lithium aluminate and alumina.
JP7282829A 1995-10-31 1995-10-31 Fused carbonate fuel cell Withdrawn JPH09129249A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030014895A (en) * 2001-08-13 2003-02-20 와우텍 주식회사 Portable fuel cell system
KR100644855B1 (en) * 2005-03-14 2006-11-14 한국과학기술연구원 Reinforced matrix for molten carbonate fuel cell using porous aluminium support and method for preparing the molten carbonate fuel cell comprising the same

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