JPH0992306A - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
- Publication number
- JPH0992306A JPH0992306A JP7244743A JP24474395A JPH0992306A JP H0992306 A JPH0992306 A JP H0992306A JP 7244743 A JP7244743 A JP 7244743A JP 24474395 A JP24474395 A JP 24474395A JP H0992306 A JPH0992306 A JP H0992306A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- current collecting
- molten carbonate
- collecting plate
- carbonate fuel
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0223—Composites
- H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融炭酸塩型燃料電池運転中に電解質が集電
板材料の表面に発生する化合物と反応して消耗するた
め、電池寿命が短くなる。 【解決手段】 酸化剤電極３を支持して集電作用を行う
酸化剤電極側穴あき集電板６と、セパレータ板４とによ
ってはさまれた酸化剤電極側の集電板８を、耐食性に優
れた材料による第１の集電板部材１１と、運転中に生成
する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集電
板部材１２とを電極平面に鉛直な方向からみて並置して
共存させるようにした。
板材料の表面に発生する化合物と反応して消耗するた
め、電池寿命が短くなる。 【解決手段】 酸化剤電極３を支持して集電作用を行う
酸化剤電極側穴あき集電板６と、セパレータ板４とによ
ってはさまれた酸化剤電極側の集電板８を、耐食性に優
れた材料による第１の集電板部材１１と、運転中に生成
する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集電
板部材１２とを電極平面に鉛直な方向からみて並置して
共存させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電解質として溶
融炭酸塩を用いた溶融炭酸塩型燃料電池に関するもので
ある。
融炭酸塩を用いた溶融炭酸塩型燃料電池に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１１は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の
構造を示す一部切欠斜視図であり、電解質として６５０
℃で液体となるアルカリ金属の溶融炭酸塩を用いた溶融
炭酸塩型燃料電池について示している。図において、１
は例えば炭酸リチウムや炭酸カリウムといったアルカリ
金属の炭酸塩による電解質を、アルミン酸リチウムによ
る多孔質板に含浸させた電解質マトリクスである。２は
この電解質マトリクス１の一方の面に配置された、例え
ばニッケル系合金粉末を主成分とする多孔質板による燃
料電極であり、３は電解質マトリクス１の他方の面に配
置された同様の多孔質板による酸化剤電極である。な
お、これら電解質マトリクス１、燃料電極２および酸化
剤電極３によって当該溶融炭酸塩型燃料電池の単セルが
形成されている。４は隣接するこれら単セルを分離する
ためのセパレータ板である。
構造を示す一部切欠斜視図であり、電解質として６５０
℃で液体となるアルカリ金属の溶融炭酸塩を用いた溶融
炭酸塩型燃料電池について示している。図において、１
は例えば炭酸リチウムや炭酸カリウムといったアルカリ
金属の炭酸塩による電解質を、アルミン酸リチウムによ
る多孔質板に含浸させた電解質マトリクスである。２は
この電解質マトリクス１の一方の面に配置された、例え
ばニッケル系合金粉末を主成分とする多孔質板による燃
料電極であり、３は電解質マトリクス１の他方の面に配
置された同様の多孔質板による酸化剤電極である。な
お、これら電解質マトリクス１、燃料電極２および酸化
剤電極３によって当該溶融炭酸塩型燃料電池の単セルが
形成されている。４は隣接するこれら単セルを分離する
ためのセパレータ板である。
【０００３】また、５は燃料電極２の支持を行うととも
に、発生した電流を通過せしめる燃料電極側穴あき集電
板であり、６は酸化剤電極３の支持を行うとともに、発
生した電流を通過せしめる酸化剤電極側穴あき集電板で
ある。７は前記セパレータ板４と燃料電極側穴あき集電
板５とによってはさまれた燃料電極側の集電板、８は前
記セパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６とによ
ってはさまれた酸化剤電極側の集電板であり、これらは
燃料ガスあるいは酸化剤ガスの流路を形成するコルゲー
ト板にて形成されている。９は前記単セルとセパレータ
板４の間に設けられて、当該溶融炭酸塩型燃料電池の内
外を分離シールするウェットシール部であり、９ａはそ
の燃料電極側ウェットシール部、９ｂはその酸化剤電極
側ウェットシール部である。１０ａ、１０ｂは当該溶融
炭酸塩型燃料電池のスタックの四方の側面に設置され
た、燃料ガス給排気用のマニホールドおよび酸化剤ガス
給排気用のマニホールドである。なお、矢印Ａは燃料ガ
ス流の方向を、矢印Ｂは酸化剤ガス流の方向をそれぞれ
示している。
に、発生した電流を通過せしめる燃料電極側穴あき集電
板であり、６は酸化剤電極３の支持を行うとともに、発
生した電流を通過せしめる酸化剤電極側穴あき集電板で
ある。７は前記セパレータ板４と燃料電極側穴あき集電
板５とによってはさまれた燃料電極側の集電板、８は前
記セパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６とによ
ってはさまれた酸化剤電極側の集電板であり、これらは
燃料ガスあるいは酸化剤ガスの流路を形成するコルゲー
ト板にて形成されている。９は前記単セルとセパレータ
板４の間に設けられて、当該溶融炭酸塩型燃料電池の内
外を分離シールするウェットシール部であり、９ａはそ
の燃料電極側ウェットシール部、９ｂはその酸化剤電極
側ウェットシール部である。１０ａ、１０ｂは当該溶融
炭酸塩型燃料電池のスタックの四方の側面に設置され
た、燃料ガス給排気用のマニホールドおよび酸化剤ガス
給排気用のマニホールドである。なお、矢印Ａは燃料ガ
ス流の方向を、矢印Ｂは酸化剤ガス流の方向をそれぞれ
示している。
【０００４】次に動作について説明する。この溶融炭酸
塩型燃料電池は水素などの燃料ガスと、空気などの酸化
剤ガスとが反応する際に放出する化学エネルギーを、電
気化学的な反応を起こさせることにより、直接電気エネ
ルギーに変換して電力を得るものである。すなわち、そ
の燃料電極２においては、燃料ガス中の水素（Ｈ2 ）と
電解質マトリクス１内の電解質に溶融している炭酸イオ
ン（ＣＯ3 2- ）が、次に示す式（１）のように反応し
て、水（Ｈ2 Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ2 ）と電子（２
ｅ）とを発生する。
塩型燃料電池は水素などの燃料ガスと、空気などの酸化
剤ガスとが反応する際に放出する化学エネルギーを、電
気化学的な反応を起こさせることにより、直接電気エネ
ルギーに変換して電力を得るものである。すなわち、そ
の燃料電極２においては、燃料ガス中の水素（Ｈ2 ）と
電解質マトリクス１内の電解質に溶融している炭酸イオ
ン（ＣＯ3 2- ）が、次に示す式（１）のように反応し
て、水（Ｈ2 Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ2 ）と電子（２
ｅ）とを発生する。
【０００５】 Ｈ2 ＋ＣＯ3 2- → Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 ＋２ｅ ・・・・・ （１）
【０００６】この反応によって生じた電子（２ｅ）は図
示していない負荷を経由して酸化剤電極３に至る。酸化
剤電極３においては、この流入する電子（２ｅ）と酸化
剤ガス中に含まれている二酸化炭素（ＣＯ2 ）と酸素
（Ｏ2 ）とが、次の式（２）に示すように反応して炭酸
イオン（ＣＯ3 2- ）を発生し、それが電解質マトリクス
１の電解質に溶融する。
示していない負荷を経由して酸化剤電極３に至る。酸化
剤電極３においては、この流入する電子（２ｅ）と酸化
剤ガス中に含まれている二酸化炭素（ＣＯ2 ）と酸素
（Ｏ2 ）とが、次の式（２）に示すように反応して炭酸
イオン（ＣＯ3 2- ）を発生し、それが電解質マトリクス
１の電解質に溶融する。
【０００７】 ＣＯ2 ＋（１／２）Ｏ2 ＋２ｅ → ＣＯ3 2- ・・・・・ （２）
【０００８】このように、燃料電極２において水素（Ｈ
2 ）が、酸化剤電極３において酸素（Ｏ2 ）と二酸化炭
素（ＣＯ2 ）が消費され、炭酸イオン（ＣＯ3 2- ）によ
って電解質中の電荷移動を行うことにより、電池反応を
進行させて継続的に電気エネルギーを得るものである。
2 ）が、酸化剤電極３において酸素（Ｏ2 ）と二酸化炭
素（ＣＯ2 ）が消費され、炭酸イオン（ＣＯ3 2- ）によ
って電解質中の電荷移動を行うことにより、電池反応を
進行させて継続的に電気エネルギーを得るものである。
【０００９】なお、このような従来の溶融炭酸塩型燃料
電池に関連のある技術が記載されている文献としては、
例えば特開昭６１−２６７２６７号公報などがある。
電池に関連のある技術が記載されている文献としては、
例えば特開昭６１−２６７２６７号公報などがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の溶融炭酸塩型燃
料電池は以上のように構成されているので、溶融炭酸塩
型燃料電池運転中に電解質マトリクスに含浸された電解
質が、コルゲート板などの集電板材料の表面に生成する
化合物と反応することによって消耗されてしまうため、
溶融炭酸塩型燃料電池の寿命が短くなるなどの課題があ
った。
料電池は以上のように構成されているので、溶融炭酸塩
型燃料電池運転中に電解質マトリクスに含浸された電解
質が、コルゲート板などの集電板材料の表面に生成する
化合物と反応することによって消耗されてしまうため、
溶融炭酸塩型燃料電池の寿命が短くなるなどの課題があ
った。
【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、溶融炭酸塩型燃料電池運転中に集
電板材料の表面に生成する化合物との反応による電解質
の消耗を抑制し、寿命の長い溶融炭酸塩型燃料電池を得
ることを目的とする。
めになされたもので、溶融炭酸塩型燃料電池運転中に集
電板材料の表面に生成する化合物との反応による電解質
の消耗を抑制し、寿命の長い溶融炭酸塩型燃料電池を得
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る溶融炭酸塩型燃料電池は、酸化剤電極を支持して集電
作用を行う酸化剤電極側穴あき集電板とセパレータ板と
によってはさまれる酸化剤電極側の集電板として、耐食
性に優れた材料による第１の集電板部材と、運転中に生
成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集
電板部材が共存するものを用いたものである。
る溶融炭酸塩型燃料電池は、酸化剤電極を支持して集電
作用を行う酸化剤電極側穴あき集電板とセパレータ板と
によってはさまれる酸化剤電極側の集電板として、耐食
性に優れた材料による第１の集電板部材と、運転中に生
成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集
電板部材が共存するものを用いたものである。
【００１３】請求項２記載の発明に係る溶融炭酸塩型燃
料電池は、酸化剤電極側の集電板にて、第１の集電板部
材と第２の集電板部材とを共存させる際に、電極平面に
鉛直な方向からみて、それらを交互に並置するようにし
たものである。
料電池は、酸化剤電極側の集電板にて、第１の集電板部
材と第２の集電板部材とを共存させる際に、電極平面に
鉛直な方向からみて、それらを交互に並置するようにし
たものである。
【００１４】請求項３記載の発明に係る溶融炭酸塩型燃
料電池は、酸化剤電極側の集電板にて、第１の集電板部
材と第２の集電板部材とを共存させる際に、第１の集電
板部材内の任意の点と、隣接する第２の集電板部材内の
最もその点に近い点との距離が、電極平面に鉛直な方向
からみて、酸化剤電極側穴あき集電板の厚みの５００倍
未満となるようにしたものである。
料電池は、酸化剤電極側の集電板にて、第１の集電板部
材と第２の集電板部材とを共存させる際に、第１の集電
板部材内の任意の点と、隣接する第２の集電板部材内の
最もその点に近い点との距離が、電極平面に鉛直な方向
からみて、酸化剤電極側穴あき集電板の厚みの５００倍
未満となるようにしたものである。
【００１５】請求項４記載の発明に係る溶融炭酸塩型燃
料電池は、酸化剤電極側の集電板にて、第１の集電板部
材と第２の集電板部材とを共存させる際に、スタック運
転時に面内の平均温度以上となる部分について、耐食性
に優れた材料による第１の集電板部材を配置するように
したものである。
料電池は、酸化剤電極側の集電板にて、第１の集電板部
材と第２の集電板部材とを共存させる際に、スタック運
転時に面内の平均温度以上となる部分について、耐食性
に優れた材料による第１の集電板部材を配置するように
したものである。
【００１６】請求項５記載の発明に係る溶融炭酸塩型燃
料電池は、耐食性に優れた材料による第１の層と、運転
中に生成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第
２の層からなる二層基材に切り込みを入れ、耐食性に優
れた材料側に折り曲げることによって切り起し部と透孔
を形成した酸化剤電極側の複合集電板を、酸化剤電極と
セパレータ板との間にはさみ、切り起し部によってセパ
レータ板との間に酸化剤ガスの流路を確保するととも
に、透孔によって酸化剤電極への酸化剤ガスの供給を行
うようにしたものである。
料電池は、耐食性に優れた材料による第１の層と、運転
中に生成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第
２の層からなる二層基材に切り込みを入れ、耐食性に優
れた材料側に折り曲げることによって切り起し部と透孔
を形成した酸化剤電極側の複合集電板を、酸化剤電極と
セパレータ板との間にはさみ、切り起し部によってセパ
レータ板との間に酸化剤ガスの流路を確保するととも
に、透孔によって酸化剤電極への酸化剤ガスの供給を行
うようにしたものである。
【００１７】請求項６記載の発明に係る溶融炭酸塩型燃
料電池は、耐食性に優れた材料と運転中に生成する腐食
皮膜の電子伝導性がよい材料による２つの層をクラッド
したクラッド板を二層基材として用いたものである。
料電池は、耐食性に優れた材料と運転中に生成する腐食
皮膜の電子伝導性がよい材料による２つの層をクラッド
したクラッド板を二層基材として用いたものである。
【００１８】請求項７記載の発明に係る溶融炭酸塩型燃
料電池は、耐食性に優れた材料をアルミニウムが２重量
％から１０重量％、クロムが１３重量％以上４０重量％
以下の鉄基合金とし、運転中に生成する腐食皮膜の電子
伝導性がよい材料をクロム濃度が１３重量％から４０重
量％、アルミニウム濃度が１重量％未満の鉄基合金とし
たものである。
料電池は、耐食性に優れた材料をアルミニウムが２重量
％から１０重量％、クロムが１３重量％以上４０重量％
以下の鉄基合金とし、運転中に生成する腐食皮膜の電子
伝導性がよい材料をクロム濃度が１３重量％から４０重
量％、アルミニウム濃度が１重量％未満の鉄基合金とし
たものである。
【００１９】請求項８記載の発明に係る溶融炭酸塩型燃
料電池は、切り込みをいれる前または後、あるいは曲げ
加工を行う前または後にアルミニウム拡散処理を行うこ
とによって、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導性が
よい材料による第２の層の片面に、耐食性に優れた材料
による第１の層としてのアルミニウム拡散層を生成した
アルミニウム拡散板を二層基材として用いたものであ
る。
料電池は、切り込みをいれる前または後、あるいは曲げ
加工を行う前または後にアルミニウム拡散処理を行うこ
とによって、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導性が
よい材料による第２の層の片面に、耐食性に優れた材料
による第１の層としてのアルミニウム拡散層を生成した
アルミニウム拡散板を二層基材として用いたものであ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による溶
融炭酸塩型燃料電池の酸化剤電極側の集電板を電極面に
垂直な方向から見た場合の平面図、図２はその斜視図で
あり、図３は上記溶融炭酸塩型燃料電池の要部を燃料ガ
ス流と平行に切断した断面を示す断面図である。図３に
おいて、１は電解質マトリクスであり、２はこの電解質
マトリクス１の一方の面に配置された燃料電極、３は電
解質マトリクス１の他方の面に配置された酸化剤電極で
ある。４はセパレータ板、６は酸化剤電極３を支持して
集電作用を行う酸化剤電極側穴あき集電板であり、８は
このセパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６によ
ってはさまれた酸化剤電極側の集電板である。なお、こ
れらは図１１に同一符号を付して示した従来のそれらに
相当する部分である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による溶
融炭酸塩型燃料電池の酸化剤電極側の集電板を電極面に
垂直な方向から見た場合の平面図、図２はその斜視図で
あり、図３は上記溶融炭酸塩型燃料電池の要部を燃料ガ
ス流と平行に切断した断面を示す断面図である。図３に
おいて、１は電解質マトリクスであり、２はこの電解質
マトリクス１の一方の面に配置された燃料電極、３は電
解質マトリクス１の他方の面に配置された酸化剤電極で
ある。４はセパレータ板、６は酸化剤電極３を支持して
集電作用を行う酸化剤電極側穴あき集電板であり、８は
このセパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６によ
ってはさまれた酸化剤電極側の集電板である。なお、こ
れらは図１１に同一符号を付して示した従来のそれらに
相当する部分である。
【００２１】また、図１および図２において、１１は耐
食性に優れた材料によって形成された第１の集電板部材
であり、１２は当該溶融炭酸塩型燃料電池の運転中に生
成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料によって形成さ
れた第２の集電板部材である。なお、この第１の集電板
部材１１は波板状に折り曲げ加工された第１のコルゲー
ト板によって、第２の集電板部材１２は波板状に折り曲
げ加工された第２のコルゲート板によってそれぞれ形成
されている。この実施の形態１による酸化剤電極側の集
電板８は、これら耐食性に優れた材料による第１のコル
ゲート板１１と、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料によ
る第２のコルゲート板１２とを交互に、電極平面に鉛直
な方向からみて並置して共存させている点で、従来のそ
れとは異なっている。
食性に優れた材料によって形成された第１の集電板部材
であり、１２は当該溶融炭酸塩型燃料電池の運転中に生
成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料によって形成さ
れた第２の集電板部材である。なお、この第１の集電板
部材１１は波板状に折り曲げ加工された第１のコルゲー
ト板によって、第２の集電板部材１２は波板状に折り曲
げ加工された第２のコルゲート板によってそれぞれ形成
されている。この実施の形態１による酸化剤電極側の集
電板８は、これら耐食性に優れた材料による第１のコル
ゲート板１１と、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料によ
る第２のコルゲート板１２とを交互に、電極平面に鉛直
な方向からみて並置して共存させている点で、従来のそ
れとは異なっている。
【００２２】ここで、第１のコルゲート板１１に用い
る、耐食性に優れた材料としては、２重量％以上１０重
量％以下のアルミニウムを含有する鉄基の合金、例えば
アルミニウムを５．２重量％、クロムを２０重量％含有
する鉄基の合金を用いている。この第１のコルゲート板
１１はそのような材料を波板状に曲げ加工し、幅１６０
ｍｍ、高さ３ｍｍ、長さ６００ｍｍとしている。また、
第２のコルゲート板１２に用いる、運転中に生成する腐
食皮膜の電子伝導性が良い材料としては、通常のアルミ
ニウムを含まない鉄基の合金、例えばオーステナイト系
ステンレス鋼である、クロムを１８重量％、ニッケルを
１０重量％、モリブデンを２重量％含むＳＵＳ３１６Ｌ
を用いている。この第２のコルゲート板１２はそのよう
な材料を波板状に曲げ加工し、幅１６０ｍｍ、高さ３ｍ
ｍ、長さ６００ｍｍとしている。なお、酸化剤電極側穴
あき集電板６には、厚み０．５ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌに
よる開口率４０％の材料を使用している。
る、耐食性に優れた材料としては、２重量％以上１０重
量％以下のアルミニウムを含有する鉄基の合金、例えば
アルミニウムを５．２重量％、クロムを２０重量％含有
する鉄基の合金を用いている。この第１のコルゲート板
１１はそのような材料を波板状に曲げ加工し、幅１６０
ｍｍ、高さ３ｍｍ、長さ６００ｍｍとしている。また、
第２のコルゲート板１２に用いる、運転中に生成する腐
食皮膜の電子伝導性が良い材料としては、通常のアルミ
ニウムを含まない鉄基の合金、例えばオーステナイト系
ステンレス鋼である、クロムを１８重量％、ニッケルを
１０重量％、モリブデンを２重量％含むＳＵＳ３１６Ｌ
を用いている。この第２のコルゲート板１２はそのよう
な材料を波板状に曲げ加工し、幅１６０ｍｍ、高さ３ｍ
ｍ、長さ６００ｍｍとしている。なお、酸化剤電極側穴
あき集電板６には、厚み０．５ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌに
よる開口率４０％の材料を使用している。
【００２３】酸化剤電極側の集電板８として、このよう
な耐食性の良い材料による第１のコルゲート板１１と腐
食皮膜の電子伝導性が良い材料による第２のコルゲート
板１２とを、電極平面に鉛直な方向からみて交互に並置
して共存させたものを用いた、この発明の実施の形態１
による溶融炭酸塩型燃料電池のセルと、酸化剤電極側の
集電板８として、ＳＵＳ３１６Ｌによるコルゲート板を
使用した従来の溶融炭酸塩型燃料電池のセルとの比較結
果を次の表１に示す。
な耐食性の良い材料による第１のコルゲート板１１と腐
食皮膜の電子伝導性が良い材料による第２のコルゲート
板１２とを、電極平面に鉛直な方向からみて交互に並置
して共存させたものを用いた、この発明の実施の形態１
による溶融炭酸塩型燃料電池のセルと、酸化剤電極側の
集電板８として、ＳＵＳ３１６Ｌによるコルゲート板を
使用した従来の溶融炭酸塩型燃料電池のセルとの比較結
果を次の表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】この表１に示すように、特性はほぼ同じで
あるにもかかわらず、２種類のコルゲート板１１、１２
を交互に並置して共存させたセルでは、面内平均として
の耐食性が向上し、酸化剤電極側の集電板８による電解
質の消耗も抑制されている。このような効果によって、
この実施の形態１によれば溶融炭酸塩型燃料電池の寿命
を長くすることが可能となる。
あるにもかかわらず、２種類のコルゲート板１１、１２
を交互に並置して共存させたセルでは、面内平均として
の耐食性が向上し、酸化剤電極側の集電板８による電解
質の消耗も抑制されている。このような効果によって、
この実施の形態１によれば溶融炭酸塩型燃料電池の寿命
を長くすることが可能となる。
【００２６】次に、酸化剤電極側の集電板８を形成する
コルゲート板のアルミニウムの含有量による影響につい
て説明する。クロムの量が１９から２４重量％の鉄基合
金材料におけるアルミニウムの含有量を変化させた場合
の、加工性、特性、耐食性、電解質消耗についての比較
結果を次の表２に示す。
コルゲート板のアルミニウムの含有量による影響につい
て説明する。クロムの量が１９から２４重量％の鉄基合
金材料におけるアルミニウムの含有量を変化させた場合
の、加工性、特性、耐食性、電解質消耗についての比較
結果を次の表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】クロムの含有量が１９から２４重量％の鉄
基合金材料におけるアルミニウムの含有量を変化させた
場合、アルミニウムの含有量が２重量％以下では耐食性
の向上、電解質の消耗量の低減に対する効果がみられな
かった。またアルミニウムが１０重量％を越えると、通
常のコルゲート加工では加工することが困難であること
がわかった。クロムの量が１３重量％より少なくなると
耐食性が不足し、長寿命運転を達成することは困難にな
る。またクロムの濃度が３０重量％以上、またはアルミ
ニウムの濃度が１重量％以上になると、腐食スケールの
電気抵抗が大きくなり、十分な発電を行うことが難しく
なる。
基合金材料におけるアルミニウムの含有量を変化させた
場合、アルミニウムの含有量が２重量％以下では耐食性
の向上、電解質の消耗量の低減に対する効果がみられな
かった。またアルミニウムが１０重量％を越えると、通
常のコルゲート加工では加工することが困難であること
がわかった。クロムの量が１３重量％より少なくなると
耐食性が不足し、長寿命運転を達成することは困難にな
る。またクロムの濃度が３０重量％以上、またはアルミ
ニウムの濃度が１重量％以上になると、腐食スケールの
電気抵抗が大きくなり、十分な発電を行うことが難しく
なる。
【００２９】実施の形態２．ここで、耐食性に優れた材
料による第１の集電板部材１１は、運転中に生成する腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集電板部材
１２に比べて電流が流れにくいものであるため、電極平
面に鉛直な方向からみて、第１の集電板部材１１内の任
意の点から、当該第１の集電板部材１１に隣接している
第２の集電板部材１２内の最もその任意の点に近い点ま
での距離が大きくなると、抵抗による電圧低下が懸念さ
れる。
料による第１の集電板部材１１は、運転中に生成する腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集電板部材
１２に比べて電流が流れにくいものであるため、電極平
面に鉛直な方向からみて、第１の集電板部材１１内の任
意の点から、当該第１の集電板部材１１に隣接している
第２の集電板部材１２内の最もその任意の点に近い点ま
での距離が大きくなると、抵抗による電圧低下が懸念さ
れる。
【００３０】ここで、この実施の形態２においても、第
１の集電板部材１１はその幅を１６０ｍｍ、長さを６０
０ｍｍとし、耐食性に優れた材料として、２重量％以上
１０重量％以下のアルミニウムを含有する鉄基合金を用
いており、酸化剤電極側穴あき集電板６には、厚み０．
５ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌによる開口率４０％のものを使
用している。従って、この実施の形態２では、電極平面
に鉛直な方向からみて、第１の集電板部材１１内の任意
の点とそれに隣接する第２の集電板部材１２内の最もそ
の点に近い点との距離が、中央部の第１の集電板部材１
１においては酸化剤電極側穴あき集電板６の厚みの１６
０倍であり、両側部の第１の集電板部材１１においても
酸化剤電極側穴あき集電板６の厚みの３２０倍である。
この場合、その抵抗による電圧の低下は問題とならなか
った。しかしながら、それら両点の距離が酸化剤電極側
穴あき集電板６の厚みの５００倍以上になると、酸化剤
電極側穴あき集電板６内を電極平面に平行に流れる距離
が大きくなり、電池の内部抵抗が大きくなって電池特性
が低下するとともに、発熱が生じて正常な発電を行うこ
とが困難となることがわかった。
１の集電板部材１１はその幅を１６０ｍｍ、長さを６０
０ｍｍとし、耐食性に優れた材料として、２重量％以上
１０重量％以下のアルミニウムを含有する鉄基合金を用
いており、酸化剤電極側穴あき集電板６には、厚み０．
５ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌによる開口率４０％のものを使
用している。従って、この実施の形態２では、電極平面
に鉛直な方向からみて、第１の集電板部材１１内の任意
の点とそれに隣接する第２の集電板部材１２内の最もそ
の点に近い点との距離が、中央部の第１の集電板部材１
１においては酸化剤電極側穴あき集電板６の厚みの１６
０倍であり、両側部の第１の集電板部材１１においても
酸化剤電極側穴あき集電板６の厚みの３２０倍である。
この場合、その抵抗による電圧の低下は問題とならなか
った。しかしながら、それら両点の距離が酸化剤電極側
穴あき集電板６の厚みの５００倍以上になると、酸化剤
電極側穴あき集電板６内を電極平面に平行に流れる距離
が大きくなり、電池の内部抵抗が大きくなって電池特性
が低下するとともに、発熱が生じて正常な発電を行うこ
とが困難となることがわかった。
【００３１】このように、第１の集電板部材１１内の任
意の点と、隣接する第２の集電板部材１２内の最もその
点に近い点との距離が、電極平面に鉛直な方向からみ
て、酸化剤電極側穴あき集電板６の厚みの５００倍未満
となるようにすれば、内部抵抗による電圧の低下を数ｍ
Ｖ程度に抑えることができる。
意の点と、隣接する第２の集電板部材１２内の最もその
点に近い点との距離が、電極平面に鉛直な方向からみ
て、酸化剤電極側穴あき集電板６の厚みの５００倍未満
となるようにすれば、内部抵抗による電圧の低下を数ｍ
Ｖ程度に抑えることができる。
【００３２】実施の形態３．また、上記各実施の形態で
は、耐食性をもつ材料としてアルミニウム５．２重量
％、クロム２０重量％を含有する鉄基の合金を用い、そ
れを曲げ加工して第１のコルゲート板１１とした場合に
ついて説明したが、通常のステンレスの表面に溶融アル
ミニウムメッキ、スラリーコーティング、プラズマ溶射
等によるアルミニウム拡散層を設けた、耐食性をもつ材
料を曲げ加工して第１のコルゲート板を形成してもよ
く、上記各実施の形態と同様の効果を奏することはいう
までもない。また、上記各実施の形態では、第１および
第２の集電板部材として波板状のコルゲート板を用いた
場合について説明したが、酸化剤ガスの流通経路を持
ち、穴あき集電板とセパレータ板の間でスタックに加え
られる面圧１．５〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 の荷重に６５０℃
において耐えることのできる形状であれば他の形状であ
ってもよく、上記各実施の形態と同様な効果を奏する。
は、耐食性をもつ材料としてアルミニウム５．２重量
％、クロム２０重量％を含有する鉄基の合金を用い、そ
れを曲げ加工して第１のコルゲート板１１とした場合に
ついて説明したが、通常のステンレスの表面に溶融アル
ミニウムメッキ、スラリーコーティング、プラズマ溶射
等によるアルミニウム拡散層を設けた、耐食性をもつ材
料を曲げ加工して第１のコルゲート板を形成してもよ
く、上記各実施の形態と同様の効果を奏することはいう
までもない。また、上記各実施の形態では、第１および
第２の集電板部材として波板状のコルゲート板を用いた
場合について説明したが、酸化剤ガスの流通経路を持
ち、穴あき集電板とセパレータ板の間でスタックに加え
られる面圧１．５〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 の荷重に６５０℃
において耐えることのできる形状であれば他の形状であ
ってもよく、上記各実施の形態と同様な効果を奏する。
【００３３】実施の形態４．通常の溶融炭酸塩型燃料電
池のスタックの運転では、電池反応にともなう熱の発生
によって面内に温度分布が生じる。実施の形態１で示し
た代表的な腐食皮膜の電子伝導性がよい材料であるＳＵ
Ｓ３１６Ｌは、６５０℃においては必要とされる４００
００時間の運転に耐えるものと予想されているが、７０
０℃においては腐食の進行により４００００時間の運転
には耐えられないと予想されている。そこで耐食性に優
れた材料であるアルミニウム含有鉄基合金をスタックの
面内に効果的に共存させて配置することを考案し、その
効果を検討した。
池のスタックの運転では、電池反応にともなう熱の発生
によって面内に温度分布が生じる。実施の形態１で示し
た代表的な腐食皮膜の電子伝導性がよい材料であるＳＵ
Ｓ３１６Ｌは、６５０℃においては必要とされる４００
００時間の運転に耐えるものと予想されているが、７０
０℃においては腐食の進行により４００００時間の運転
には耐えられないと予想されている。そこで耐食性に優
れた材料であるアルミニウム含有鉄基合金をスタックの
面内に効果的に共存させて配置することを考案し、その
効果を検討した。
【００３４】図４はこの発明の実施の形態４による溶融
炭酸塩型燃料電池の酸化剤電極側の集電板を示す平面図
である。図において、８はセパレータ板４と酸化剤電極
側穴あき集電板６によってはさまれた酸化剤電極側の集
電板であり、１１は耐食性に優れた材料によって形成さ
れた当該酸化剤電極側の集電板８の第１の集電板部材、
１２は当該溶融炭酸塩型燃料電池の運転中に生成する腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料によって形成された当該
酸化剤電極側の集電板８の第２の集電板部材である。こ
の図４は矢印Ａで示した燃料ガス流の方向と、矢印Ｂで
示した酸化剤ガス流の方向とが直交している直交流形式
のスタックにについて示したもので、電池反応にともな
う熱の発生によって平均温度以上に温度が上昇する、酸
化剤ガスと燃料ガスの流出口付近に耐食性に優れた材料
できた第１の集電板部材１１を配置している。
炭酸塩型燃料電池の酸化剤電極側の集電板を示す平面図
である。図において、８はセパレータ板４と酸化剤電極
側穴あき集電板６によってはさまれた酸化剤電極側の集
電板であり、１１は耐食性に優れた材料によって形成さ
れた当該酸化剤電極側の集電板８の第１の集電板部材、
１２は当該溶融炭酸塩型燃料電池の運転中に生成する腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料によって形成された当該
酸化剤電極側の集電板８の第２の集電板部材である。こ
の図４は矢印Ａで示した燃料ガス流の方向と、矢印Ｂで
示した酸化剤ガス流の方向とが直交している直交流形式
のスタックにについて示したもので、電池反応にともな
う熱の発生によって平均温度以上に温度が上昇する、酸
化剤ガスと燃料ガスの流出口付近に耐食性に優れた材料
できた第１の集電板部材１１を配置している。
【００３５】この実施の形態４の効果を次の表３に示
す。直交流型スタックにおいてスタックの面内の平均温
度以上となるガスの流出口付近での電解質の吸収量と腐
食減肉量を、従来の運転中に生成する腐食皮膜の電子伝
導性がよい材料のみによる酸化剤電極側の集電板８と、
上記部分に耐食性に優れた材料によって形成された第１
の集電板部材１１を用いた酸化剤電極側の集電板８とを
比較した場合、吸収量で１／４、減肉量で１／６と大幅
に改善されている。
す。直交流型スタックにおいてスタックの面内の平均温
度以上となるガスの流出口付近での電解質の吸収量と腐
食減肉量を、従来の運転中に生成する腐食皮膜の電子伝
導性がよい材料のみによる酸化剤電極側の集電板８と、
上記部分に耐食性に優れた材料によって形成された第１
の集電板部材１１を用いた酸化剤電極側の集電板８とを
比較した場合、吸収量で１／４、減肉量で１／６と大幅
に改善されている。
【００３６】
【表３】
【００３７】実施の形態５．なお、上記実施の形態４で
は直交流形式のスタックに適用した場合について説明し
たが、同様な考察に基づき、ガスのフロー形式によら
ず、燃料ガス流と酸化剤ガス流が並行な並行流の場合の
ガスの出口付近、それが逆方向の対向流の場合のスタッ
ク中央部等、スタック面内の温度が平均温度以上となる
部分に耐食性に優れた材料による第１の集電板部材１１
を共存させて配置することによって、上記実施の形態４
の場合と同様に、酸化剤電極側の集電板８の減肉、電解
質の消耗を抑制する効果が現れることは明らかである。
また、内部改質スタックにおいても高温部分に耐食性に
優れた材料による第１の集電板部材１１を配することに
よって実施の形態４の場合と同様な効果を奏することは
明らかである。
は直交流形式のスタックに適用した場合について説明し
たが、同様な考察に基づき、ガスのフロー形式によら
ず、燃料ガス流と酸化剤ガス流が並行な並行流の場合の
ガスの出口付近、それが逆方向の対向流の場合のスタッ
ク中央部等、スタック面内の温度が平均温度以上となる
部分に耐食性に優れた材料による第１の集電板部材１１
を共存させて配置することによって、上記実施の形態４
の場合と同様に、酸化剤電極側の集電板８の減肉、電解
質の消耗を抑制する効果が現れることは明らかである。
また、内部改質スタックにおいても高温部分に耐食性に
優れた材料による第１の集電板部材１１を配することに
よって実施の形態４の場合と同様な効果を奏することは
明らかである。
【００３８】さらに、耐食性に優れた材料による第１の
集電板部材１１または腐食皮膜の電子伝導性がよい材料
による第２の集電板部材１２と、酸化剤電極側穴あき集
電板６またはセパレータ板４をろう付け、スポット溶接
等で接合すれば、接触抵抗の低減にさらに有効であるこ
とはいうまでもなく、また酸化剤電極側穴あき集電板６
とセパレータ板４によりはさまれる酸化剤電極側の集電
板８を形成する部材として波板形状のものを考えたが、
セパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６との間に
あって、ガス流路を確保できる形状の部材であれば他の
形状であってもよく、上記実施の形態４と同等な効果を
奏することは明らかである。
集電板部材１１または腐食皮膜の電子伝導性がよい材料
による第２の集電板部材１２と、酸化剤電極側穴あき集
電板６またはセパレータ板４をろう付け、スポット溶接
等で接合すれば、接触抵抗の低減にさらに有効であるこ
とはいうまでもなく、また酸化剤電極側穴あき集電板６
とセパレータ板４によりはさまれる酸化剤電極側の集電
板８を形成する部材として波板形状のものを考えたが、
セパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６との間に
あって、ガス流路を確保できる形状の部材であれば他の
形状であってもよく、上記実施の形態４と同等な効果を
奏することは明らかである。
【００３９】実施の形態６．ここで、上記各実施の形態
においては、酸化剤電極３を支持する酸化剤電極側穴あ
き集電板６と、コルゲート板などによる酸化剤電極側の
集電板８とを個別に構成し、その酸化剤電極側の集電板
８をセパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６によ
ってはさんだものについて示したが、それら酸化剤電極
側穴あき集電板６と酸化剤電極側の集電板８の両方の機
能を果たす複合集電板として一体化して形成し、それを
酸化剤電極３とセパレータ板４の間にはさむようにして
もよい。
においては、酸化剤電極３を支持する酸化剤電極側穴あ
き集電板６と、コルゲート板などによる酸化剤電極側の
集電板８とを個別に構成し、その酸化剤電極側の集電板
８をセパレータ板４と酸化剤電極側穴あき集電板６によ
ってはさんだものについて示したが、それら酸化剤電極
側穴あき集電板６と酸化剤電極側の集電板８の両方の機
能を果たす複合集電板として一体化して形成し、それを
酸化剤電極３とセパレータ板４の間にはさむようにして
もよい。
【００４０】図５はこの発明の実施の形態６による溶融
炭酸塩型燃料電池における、そのような酸化剤電極側の
複合集電板の要部を示す平面図であり、図６はそのＡ−
Ｂ線断面図である。図５および図６において、１３は耐
食性に優れた材料による第１の層、１４は腐食皮膜の電
子伝導性がよい材料による第２の層であり、１５はこれ
ら耐食性に優れた材料による第１の層１３と腐食皮膜の
電子伝導性がよい材料による第２の層１４とをクラッド
加工して一体化した二層基材としてのクラッド板であ
る。１６はこのクラッド板１５の所定の複数の位置にお
いて、矩形の３辺に切り込みを入れ、それを第１の層１
３側に曲げ加工することによって形成した切り起し部で
あり、１７はこの切り起し部１６を形成したあとに残っ
た透孔である。１８はクラッド板１５に切り起し部１６
と透孔１７を形成することによって得られる酸化剤電極
側の複合集電板である。
炭酸塩型燃料電池における、そのような酸化剤電極側の
複合集電板の要部を示す平面図であり、図６はそのＡ−
Ｂ線断面図である。図５および図６において、１３は耐
食性に優れた材料による第１の層、１４は腐食皮膜の電
子伝導性がよい材料による第２の層であり、１５はこれ
ら耐食性に優れた材料による第１の層１３と腐食皮膜の
電子伝導性がよい材料による第２の層１４とをクラッド
加工して一体化した二層基材としてのクラッド板であ
る。１６はこのクラッド板１５の所定の複数の位置にお
いて、矩形の３辺に切り込みを入れ、それを第１の層１
３側に曲げ加工することによって形成した切り起し部で
あり、１７はこの切り起し部１６を形成したあとに残っ
た透孔である。１８はクラッド板１５に切り起し部１６
と透孔１７を形成することによって得られる酸化剤電極
側の複合集電板である。
【００４１】ここで、この実施の形態６においては、ク
ラッド板１５の第１の層１３として用いられる耐食性に
優れた材料として、例えばクロムの濃度が２０重量％、
アルミニウムの濃度が３重量％である鉄基合金が使用さ
れている。また、第２の層１４として用いられる腐食皮
膜の電子伝導性がよい材料としては、クロムの濃度が１
３％以下では十分な耐食性が得られず、また４０％を越
えると加工性が悪くなるとともに腐食皮膜の電子伝導性
が悪くなって内部抵抗の増加を招くため、この実施の形
態６においては、例えばクロムの濃度が２０重量％、ニ
ッケルの濃度が１０重量％のＳＵＳ３１６Ｌが用いられ
ている。なお、これら各層１３および１４の厚みは例え
ば、耐食性に優れた材料による第１の層１３を０．０５
ｍｍ、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層
１４を０．２ｍｍとしている。
ラッド板１５の第１の層１３として用いられる耐食性に
優れた材料として、例えばクロムの濃度が２０重量％、
アルミニウムの濃度が３重量％である鉄基合金が使用さ
れている。また、第２の層１４として用いられる腐食皮
膜の電子伝導性がよい材料としては、クロムの濃度が１
３％以下では十分な耐食性が得られず、また４０％を越
えると加工性が悪くなるとともに腐食皮膜の電子伝導性
が悪くなって内部抵抗の増加を招くため、この実施の形
態６においては、例えばクロムの濃度が２０重量％、ニ
ッケルの濃度が１０重量％のＳＵＳ３１６Ｌが用いられ
ている。なお、これら各層１３および１４の厚みは例え
ば、耐食性に優れた材料による第１の層１３を０．０５
ｍｍ、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層
１４を０．２ｍｍとしている。
【００４２】このように、上記２種類の材料の層１３お
よび１４を張り合わせて共存させたクラッド板１５に切
り込みを入れて曲げ加工を行い、切り起し部１６と透孔
１７を形成することによって、酸化剤電極側穴あき集電
板６と酸化剤電極側の集電板８の両方の機能を果たす酸
化剤電極側の複合集電板１８を製作している。すなわ
ち、このように形成された酸化剤電極側の複合集電板１
８を、クラッド板１５の腐食皮膜の電子伝導性がよい材
料による第２の層１４側が酸化剤電極３に接触し、切り
起し部１６の先端がセパレータ板４に接触するように酸
化剤電極３とセパレータ板４ではさむことにより、切り
起し部１６にてセパレータ板４との間に酸化剤ガスの流
路が確保され、透孔１７にて酸化剤電極３への酸化剤ガ
スの供給が行われる。これにより、この酸化剤電極側の
複合集電板１８は酸化剤電極側穴あき集電板６と酸化剤
電極側の集電板８の両方の機能を果たすことができる。
よび１４を張り合わせて共存させたクラッド板１５に切
り込みを入れて曲げ加工を行い、切り起し部１６と透孔
１７を形成することによって、酸化剤電極側穴あき集電
板６と酸化剤電極側の集電板８の両方の機能を果たす酸
化剤電極側の複合集電板１８を製作している。すなわ
ち、このように形成された酸化剤電極側の複合集電板１
８を、クラッド板１５の腐食皮膜の電子伝導性がよい材
料による第２の層１４側が酸化剤電極３に接触し、切り
起し部１６の先端がセパレータ板４に接触するように酸
化剤電極３とセパレータ板４ではさむことにより、切り
起し部１６にてセパレータ板４との間に酸化剤ガスの流
路が確保され、透孔１７にて酸化剤電極３への酸化剤ガ
スの供給が行われる。これにより、この酸化剤電極側の
複合集電板１８は酸化剤電極側穴あき集電板６と酸化剤
電極側の集電板８の両方の機能を果たすことができる。
【００４３】上記のような酸化剤電極側の複合集電板１
８を用いた溶融炭酸塩型燃料電池を６５０℃において３
０００時間運転し、電池運転終了後にその酸化剤電極側
の複合集電板１８の腐食減肉量および電解質の消耗量を
測定した。表４にこの実施の形態６による酸化剤電極側
の複合集電板１８と、従来の構成による酸化剤電極側の
集電板８との腐食および電解質の吸収量の状況を示す。
８を用いた溶融炭酸塩型燃料電池を６５０℃において３
０００時間運転し、電池運転終了後にその酸化剤電極側
の複合集電板１８の腐食減肉量および電解質の消耗量を
測定した。表４にこの実施の形態６による酸化剤電極側
の複合集電板１８と、従来の構成による酸化剤電極側の
集電板８との腐食および電解質の吸収量の状況を示す。
【００４４】
【表４】
【００４５】腐食による減肉はＳＵＳ３１６Ｌ側一方向
からのみ進むので、同じ材料を用いても実質上減肉量が
半分になったことと同じ効果が生じる。また電解質の消
耗に関しても、従来のものに比べて約半分以下に減少し
ていることがわかる。これは耐食性に優れた材料による
第１の層１３を設けたと同時に、従来の酸化剤電極側の
集電板８の構造に比較して、電解質の消耗に寄与する腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層１４の表
面積が減少したためと考えられる。
からのみ進むので、同じ材料を用いても実質上減肉量が
半分になったことと同じ効果が生じる。また電解質の消
耗に関しても、従来のものに比べて約半分以下に減少し
ていることがわかる。これは耐食性に優れた材料による
第１の層１３を設けたと同時に、従来の酸化剤電極側の
集電板８の構造に比較して、電解質の消耗に寄与する腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層１４の表
面積が減少したためと考えられる。
【００４６】実施の形態７．なお、上記実施の形態６で
は、図５および図６に示すように、クラッド板１５上に
矩形の３辺に相当する切に込みを入れ、それを曲げ加工
して形成した切り起し部１６の先端部もさらに曲げ加工
したものについて説明したが、曲げ加工による切り起し
部１６の折り曲げ形状は図５および図６に示したものに
限られるものでなく、例えば図７および図８に示すよう
な、先端部の曲げ加工を施していないものなど他の形状
であってもよく、また、曲げ加工のために入れる切り込
みの形状も図５に示した矩形に限られるものではない。
すなわち、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料である、ア
ルミニウム含有濃度が１重量％未満の合金の面が、酸化
剤電極３とセパレータ板４に同時に対向する構造を持
ち、酸化剤電極側穴あき集電板６と酸化剤電極側の集電
板８の両方の機能を果たす形態が達成されれば、上記実
施の形態６と同様な効果を奏することは明らかである。
は、図５および図６に示すように、クラッド板１５上に
矩形の３辺に相当する切に込みを入れ、それを曲げ加工
して形成した切り起し部１６の先端部もさらに曲げ加工
したものについて説明したが、曲げ加工による切り起し
部１６の折り曲げ形状は図５および図６に示したものに
限られるものでなく、例えば図７および図８に示すよう
な、先端部の曲げ加工を施していないものなど他の形状
であってもよく、また、曲げ加工のために入れる切り込
みの形状も図５に示した矩形に限られるものではない。
すなわち、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料である、ア
ルミニウム含有濃度が１重量％未満の合金の面が、酸化
剤電極３とセパレータ板４に同時に対向する構造を持
ち、酸化剤電極側穴あき集電板６と酸化剤電極側の集電
板８の両方の機能を果たす形態が達成されれば、上記実
施の形態６と同様な効果を奏することは明らかである。
【００４７】実施の形態８．ここで、上記実施の形態６
および実施の形態７においては、酸化剤電極側の複合集
電板の二層基材として、耐食性に優れた材料による第１
の層と腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層
とをクラッド加工して一体化したクラッド板を用いたも
のを示したが、第２の層１４の一方の面にアルミニウム
を主成分とする合金の層をメッキ等によって形成し、そ
れを熱処理することによって拡散させたアルミニウム拡
散層を第１の層としたアルミニウム拡散板を二層基材と
して用いて酸化剤電極側の複合集電板を形成するように
してもよい。
および実施の形態７においては、酸化剤電極側の複合集
電板の二層基材として、耐食性に優れた材料による第１
の層と腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層
とをクラッド加工して一体化したクラッド板を用いたも
のを示したが、第２の層１４の一方の面にアルミニウム
を主成分とする合金の層をメッキ等によって形成し、そ
れを熱処理することによって拡散させたアルミニウム拡
散層を第１の層としたアルミニウム拡散板を二層基材と
して用いて酸化剤電極側の複合集電板を形成するように
してもよい。
【００４８】図９はこの発明の実施の形態８による溶融
炭酸塩型燃料電池における、そのような酸化剤電極側の
複合集電板の要部を示す平面図であり、図１０はそのＡ
−Ｂ線断面図である。図９および図１０において、１４
は腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層であ
る。１９はこの第２の層１４の片面にアルミニウムを主
成分とする合金の層をメッキし、それを熱処理すること
によって拡散させたアルミニウム拡散層であり、このア
ルミニウム拡散層１９が耐食性に優れた材料による第１
の層として作用する。２０はこれら耐食性に優れた材料
による第１の層としてのアルミニウム拡散層１９と、腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層１４とに
よる二層基材としてのアルミニウム拡散板である。ま
た、１６はこのアルミニウム拡散板２０に対して矩形の
３辺に切り込みを入れ、それをアルミニウム拡散層１９
側に曲げ加工することによって形成した切り起し部であ
り、１７はこの切り起し部１６を形成したあとに残った
透孔である。２１はアルミニウム拡散板２０に切り起し
部１６と透孔１７を形成することによって得られる酸化
剤電極側の複合集電板である。
炭酸塩型燃料電池における、そのような酸化剤電極側の
複合集電板の要部を示す平面図であり、図１０はそのＡ
−Ｂ線断面図である。図９および図１０において、１４
は腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層であ
る。１９はこの第２の層１４の片面にアルミニウムを主
成分とする合金の層をメッキし、それを熱処理すること
によって拡散させたアルミニウム拡散層であり、このア
ルミニウム拡散層１９が耐食性に優れた材料による第１
の層として作用する。２０はこれら耐食性に優れた材料
による第１の層としてのアルミニウム拡散層１９と、腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層１４とに
よる二層基材としてのアルミニウム拡散板である。ま
た、１６はこのアルミニウム拡散板２０に対して矩形の
３辺に切り込みを入れ、それをアルミニウム拡散層１９
側に曲げ加工することによって形成した切り起し部であ
り、１７はこの切り起し部１６を形成したあとに残った
透孔である。２１はアルミニウム拡散板２０に切り起し
部１６と透孔１７を形成することによって得られる酸化
剤電極側の複合集電板である。
【００４９】ここで、この実施の形態８では、アルミニ
ウム拡散板２０の第２の層１４として用いられる腐食皮
膜の電子伝導性がよい材料として、例えばクロムを１８
重量％、ニッケルを１０重量％含んだ、厚みが０．２ｍ
ｍのオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６
Ｌが使用されている。また、耐食性に優れた第１の層と
してのアルミニウム拡散層１９は、上記のような第２の
層１４の一方の面に厚み１０μｍのアルミニウム層をア
ルミニウム溶融メッキによって形成し、矩形の３辺に切
り込みを入れ、曲げ加工を行って切り起し部１６と透孔
１７を形成した後、真空中で１時間、９００℃において
アルミニウム拡散のための熱処理を行うことによって形
成したものである。
ウム拡散板２０の第２の層１４として用いられる腐食皮
膜の電子伝導性がよい材料として、例えばクロムを１８
重量％、ニッケルを１０重量％含んだ、厚みが０．２ｍ
ｍのオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６
Ｌが使用されている。また、耐食性に優れた第１の層と
してのアルミニウム拡散層１９は、上記のような第２の
層１４の一方の面に厚み１０μｍのアルミニウム層をア
ルミニウム溶融メッキによって形成し、矩形の３辺に切
り込みを入れ、曲げ加工を行って切り起し部１６と透孔
１７を形成した後、真空中で１時間、９００℃において
アルミニウム拡散のための熱処理を行うことによって形
成したものである。
【００５０】上記のような酸化剤電極側の複合集電板２
１を用いた溶融炭酸塩型燃料電池を６５０℃において３
０００時間運転し、電池運転終了後にその酸化剤電極側
の複合集電板２１の腐食減肉量および電解質の消耗量を
測定した。表５にこの実施の形態８による酸化剤電極側
の複合集電板２１と、従来の構成による酸化剤電極側の
集電板８との腐食および電解質の吸収量の状況を示す。
１を用いた溶融炭酸塩型燃料電池を６５０℃において３
０００時間運転し、電池運転終了後にその酸化剤電極側
の複合集電板２１の腐食減肉量および電解質の消耗量を
測定した。表５にこの実施の形態８による酸化剤電極側
の複合集電板２１と、従来の構成による酸化剤電極側の
集電板８との腐食および電解質の吸収量の状況を示す。
【００５１】
【表５】
【００５２】この場合も、腐食による減肉はＳＵＳ３１
６Ｌ側一方向からのみ進むので、同じ材料を用いても実
質上減肉量が半分になったことと同様の効果が生じる。
また電解質の消耗に関しても、従来のものに比べて半分
程度に減少していることがわかる。
６Ｌ側一方向からのみ進むので、同じ材料を用いても実
質上減肉量が半分になったことと同様の効果が生じる。
また電解質の消耗に関しても、従来のものに比べて半分
程度に減少していることがわかる。
【００５３】実施の形態９．なお、上記実施の形態８で
は、アルミニウム拡散層１９を形成するためのアルミニ
ウム含有合金の組成として、ほぼ純粋なアルミニウムを
用いたものを示したが、アルミニウムに５重量％までの
鉄、クロム、ニッケルあるいはそれらの混合物を含んだ
合金を用いてもよく、またそれを第２の層１４の片面に
設けるのにアルミニウム溶融メッキ法を用いたが、その
他にも、例えばアルミニウムスラリーコーティング、プ
ラズマ溶射等によってアルミニウム合金層を設けた後に
アルミニウム拡散処理を行ってもよく、上記実施の形態
と同等の効果を奏する。なお、拡散前の厚みは概ねあま
り薄いと十分な厚みの拡散層が得られず、あまり厚いと
剥離して所望の効果が得られないため、１０から１００
μｍ程度とするのが適当である。
は、アルミニウム拡散層１９を形成するためのアルミニ
ウム含有合金の組成として、ほぼ純粋なアルミニウムを
用いたものを示したが、アルミニウムに５重量％までの
鉄、クロム、ニッケルあるいはそれらの混合物を含んだ
合金を用いてもよく、またそれを第２の層１４の片面に
設けるのにアルミニウム溶融メッキ法を用いたが、その
他にも、例えばアルミニウムスラリーコーティング、プ
ラズマ溶射等によってアルミニウム合金層を設けた後に
アルミニウム拡散処理を行ってもよく、上記実施の形態
と同等の効果を奏する。なお、拡散前の厚みは概ねあま
り薄いと十分な厚みの拡散層が得られず、あまり厚いと
剥離して所望の効果が得られないため、１０から１００
μｍ程度とするのが適当である。
【００５４】また、上記実施の形態８では、アルミニウ
ム拡散層１９は硬いため、拡散処理後に機械加工を行う
と工具の寿命が短くなるため、曲げ加工を製造上最も容
易な熱処理前に行っているが、曲げ加工の前、あるいは
切り込みを入れる前に熱処理を行っても拡散材料の耐食
性は維持され、上記実施の形態に準ずる電解質消耗抑制
の効果が得られる。なお、切り起し部１６および透孔１
７の形状は、図９および図１０に示すものに限られない
ことは実施の形態６の場合と同様である。
ム拡散層１９は硬いため、拡散処理後に機械加工を行う
と工具の寿命が短くなるため、曲げ加工を製造上最も容
易な熱処理前に行っているが、曲げ加工の前、あるいは
切り込みを入れる前に熱処理を行っても拡散材料の耐食
性は維持され、上記実施の形態に準ずる電解質消耗抑制
の効果が得られる。なお、切り起し部１６および透孔１
７の形状は、図９および図１０に示すものに限られない
ことは実施の形態６の場合と同様である。
【００５５】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、酸化剤電極を支持して集電作用を行う酸化剤電極
側穴あき集電板と、セパレータ板とによってはさまれる
酸化剤電極側の集電板を、耐食性に優れた材料による第
１の集電板部材と、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝
導性がよい材料による第２の集電板部材とを共存させて
形成するように構成したので、第１の集電板部材の耐食
性に優れた材料が、機械的強度を保つと同時に電解質の
消耗を抑制し、第２の集電板部材の腐食皮膜の電子伝導
性が良い材料が、内部抵抗の増加を防いで電池性能の劣
化速度を低減させるため、電池特性をあまり損なうこと
なく、より長寿命な溶融炭酸塩型燃料電池が得られる効
果がある。
れば、酸化剤電極を支持して集電作用を行う酸化剤電極
側穴あき集電板と、セパレータ板とによってはさまれる
酸化剤電極側の集電板を、耐食性に優れた材料による第
１の集電板部材と、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝
導性がよい材料による第２の集電板部材とを共存させて
形成するように構成したので、第１の集電板部材の耐食
性に優れた材料が、機械的強度を保つと同時に電解質の
消耗を抑制し、第２の集電板部材の腐食皮膜の電子伝導
性が良い材料が、内部抵抗の増加を防いで電池性能の劣
化速度を低減させるため、電池特性をあまり損なうこと
なく、より長寿命な溶融炭酸塩型燃料電池が得られる効
果がある。
【００５６】請求項２記載の発明によれば、第１の集電
板部材と第２の集電板部材とを交互に、電極平面に鉛直
な方向からみて並置することによって両者を共存させ、
酸化剤電極側の集電板を形成するように構成したので、
電解質の消耗が抑制され、より長寿命な溶融炭酸塩型燃
料電池が得られる効果がある。
板部材と第２の集電板部材とを交互に、電極平面に鉛直
な方向からみて並置することによって両者を共存させ、
酸化剤電極側の集電板を形成するように構成したので、
電解質の消耗が抑制され、より長寿命な溶融炭酸塩型燃
料電池が得られる効果がある。
【００５７】請求項３記載の発明によれば、耐食性に優
れた材料による第１の集電板部材内の任意の点と、その
第１の集電板部材に隣接する、腐食皮膜の電子伝導性が
よい材料内の最もその耐食性に優れた材料による第２の
集電板部材内の、最もその任意の点に近い点との距離
が、電極平面に鉛直な方向からみて、酸化剤電極側穴あ
き集電板の厚みの５００倍未満となるように、第１の集
電板部材と第２の集電板部材とを配置して共存させるよ
うに構成したので、内部抵抗による電圧の低下を数ｍＶ
とすることができ、電池特性の低下が抑制され、発熱に
よって正常な発電が困難になることを防止できる溶融炭
酸塩型燃料電池が得られる効果がある。
れた材料による第１の集電板部材内の任意の点と、その
第１の集電板部材に隣接する、腐食皮膜の電子伝導性が
よい材料内の最もその耐食性に優れた材料による第２の
集電板部材内の、最もその任意の点に近い点との距離
が、電極平面に鉛直な方向からみて、酸化剤電極側穴あ
き集電板の厚みの５００倍未満となるように、第１の集
電板部材と第２の集電板部材とを配置して共存させるよ
うに構成したので、内部抵抗による電圧の低下を数ｍＶ
とすることができ、電池特性の低下が抑制され、発熱に
よって正常な発電が困難になることを防止できる溶融炭
酸塩型燃料電池が得られる効果がある。
【００５８】請求項４記載の発明によれば、スタック運
転時にその温度が面内の平均温度以上となる部分の酸化
剤電極側の集電板に、耐食性に優れた材料による第１の
集電板部材が配置されるように、第１の集電板部材と第
２の集電板部材を共存させるように構成したので、スタ
ック面内の高温部分で生じる腐食、電解質の消耗を効果
的に抑制することができ、より長寿命な溶融炭酸塩型燃
料電池が得られる効果がある。
転時にその温度が面内の平均温度以上となる部分の酸化
剤電極側の集電板に、耐食性に優れた材料による第１の
集電板部材が配置されるように、第１の集電板部材と第
２の集電板部材を共存させるように構成したので、スタ
ック面内の高温部分で生じる腐食、電解質の消耗を効果
的に抑制することができ、より長寿命な溶融炭酸塩型燃
料電池が得られる効果がある。
【００５９】請求項５記載の発明によれば、耐食性に優
れた材料と運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導性がよ
い材料の２層からなる二層基材に切り込みを入れ、耐食
性に優れた材料側に折り曲げることによって切り起し部
と透孔を形成した酸化剤電極側の複合集電板を、酸化剤
電極とセパレータ板との間にはさみ、切り起し部によっ
てセパレータ板との間に酸化剤ガスの流路を確保すると
ともに、透孔によって酸化剤電極への酸化剤ガスの供給
を行うように構成したので、酸化剤電極側の複合集電板
だけで酸化剤電極側穴あき集電板と酸化剤電極側の集電
板の両方の機能を果たすことができ、腐食および電解質
の消耗を発生する金属の表面積が半減するため、集電層
料の減肉および電解質の消耗が抑えられ、より長寿命な
溶融炭酸塩型燃料電池が得られる効果がある。
れた材料と運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導性がよ
い材料の２層からなる二層基材に切り込みを入れ、耐食
性に優れた材料側に折り曲げることによって切り起し部
と透孔を形成した酸化剤電極側の複合集電板を、酸化剤
電極とセパレータ板との間にはさみ、切り起し部によっ
てセパレータ板との間に酸化剤ガスの流路を確保すると
ともに、透孔によって酸化剤電極への酸化剤ガスの供給
を行うように構成したので、酸化剤電極側の複合集電板
だけで酸化剤電極側穴あき集電板と酸化剤電極側の集電
板の両方の機能を果たすことができ、腐食および電解質
の消耗を発生する金属の表面積が半減するため、集電層
料の減肉および電解質の消耗が抑えられ、より長寿命な
溶融炭酸塩型燃料電池が得られる効果がある。
【００６０】請求項６記載の発明によれば、二層基材と
して、耐食性に優れた材料と運転中に生成する腐食皮膜
の電子伝導性がよい材料による２つの層をクラッド加工
したクラッド板を用いるように構成したので、クラッド
板に切り込みを入れて曲げ加工するだけで、酸化剤電極
側穴あき集電板と酸化剤電極側の集電板の両方の機能を
果たすことができる酸化剤電極側の複合集電板を、加工
順序等の制約を受けることなく容易に製造することがで
きる効果がある。
して、耐食性に優れた材料と運転中に生成する腐食皮膜
の電子伝導性がよい材料による２つの層をクラッド加工
したクラッド板を用いるように構成したので、クラッド
板に切り込みを入れて曲げ加工するだけで、酸化剤電極
側穴あき集電板と酸化剤電極側の集電板の両方の機能を
果たすことができる酸化剤電極側の複合集電板を、加工
順序等の制約を受けることなく容易に製造することがで
きる効果がある。
【００６１】請求項７記載の発明によれば、耐食性に優
れた材料を、アルミニウムを２重量％から１０重量％、
クロムを１３重量％から４０重量％含有する鉄基合金と
し、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料
を、クロム濃度が１３重量％から４０重量％、アルミニ
ウム濃度が１重量％未満の鉄基合金とするように構成し
たので、電池性能に影響を与えることなく電解質の消耗
を抑制することが可能となるため、より長寿命な溶融炭
酸塩型燃料電池が得られる効果がある。
れた材料を、アルミニウムを２重量％から１０重量％、
クロムを１３重量％から４０重量％含有する鉄基合金と
し、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料
を、クロム濃度が１３重量％から４０重量％、アルミニ
ウム濃度が１重量％未満の鉄基合金とするように構成し
たので、電池性能に影響を与えることなく電解質の消耗
を抑制することが可能となるため、より長寿命な溶融炭
酸塩型燃料電池が得られる効果がある。
【００６２】請求項８記載の発明によれば、切り込みを
入れる前または後、あるいは曲げ加工を行う前または後
にアルミニウム拡散処理を行うことにより、耐食性に優
れた材料による第１の層としてのアルミニウム拡散層
を、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層の
片面に生成したアルミニウム拡散板を二層基材として用
いるように構成したので、腐食および電解質の消耗を発
生する金属の表面積が半減するため、集電層料の減肉お
よび電解質の消耗が抑えられ、より長寿命な溶融炭酸塩
型燃料電池が得られる効果がある。
入れる前または後、あるいは曲げ加工を行う前または後
にアルミニウム拡散処理を行うことにより、耐食性に優
れた材料による第１の層としてのアルミニウム拡散層
を、腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層の
片面に生成したアルミニウム拡散板を二層基材として用
いるように構成したので、腐食および電解質の消耗を発
生する金属の表面積が半減するため、集電層料の減肉お
よび電解質の消耗が抑えられ、より長寿命な溶融炭酸塩
型燃料電池が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による溶融炭酸塩型
燃料電池の酸化剤電極側の集電板を示す平面図である。
燃料電池の酸化剤電極側の集電板を示す平面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における酸化剤電極
側の集電板を示す斜視図である。
側の集電板を示す斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における溶融炭酸塩
型燃料電池の要部を示す断面図である。
型燃料電池の要部を示す断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態４による溶融炭酸塩型
燃料電池の酸化剤電極側の集電板を示す平面図である。
燃料電池の酸化剤電極側の集電板を示す平面図である。
【図５】 この発明の実施の形態６による溶融炭酸塩型
燃料電池の酸化剤電極側の複合集電板の要部を示す平面
図である。
燃料電池の酸化剤電極側の複合集電板の要部を示す平面
図である。
【図６】 この発明の実施の形態６における酸化剤電極
側の複合集電板の要部断面を示すＡ−Ｂ線断面図であ
る。
側の複合集電板の要部断面を示すＡ−Ｂ線断面図であ
る。
【図７】 この発明の実施の形態７による溶融炭酸塩型
燃料電池の酸化剤電極側の複合集電板の要部を示す平面
図である。
燃料電池の酸化剤電極側の複合集電板の要部を示す平面
図である。
【図８】 この発明の実施の形態７における酸化剤電極
側の複合集電板の要部断面を示すＡ−Ｂ線断面図であ
る。
側の複合集電板の要部断面を示すＡ−Ｂ線断面図であ
る。
【図９】 この発明の実施の形態８による溶融炭酸塩型
燃料電池の酸化剤電極側の複合集電板の要部を示す平面
図である。
燃料電池の酸化剤電極側の複合集電板の要部を示す平面
図である。
【図１０】 この発明の実施の形態８における酸化剤電
極側の複合集電板の要部断面を示すＡ−Ｂ線断面図であ
る。
極側の複合集電板の要部断面を示すＡ−Ｂ線断面図であ
る。
【図１１】 従来の溶融炭酸塩型燃料電池を示す一部切
欠斜視図である。
欠斜視図である。
【符号の説明】 １ 電解質マトリクス、２ 燃料電極、３ 酸化剤電
極、４ セパレータ板、６ 酸化剤電極側穴あき集電
板、８ 酸化剤電極側の集電板、９ ウェットシール
部、１０ａ、１０ｂ マニホールド、１１ 第１のコル
ゲート板（第１の集電板部材）、１２ 第２のコルゲー
ト板（第２の集電板部材）、１３ 第１の層、１４ 第
２の層、１５ クラッド板（二層基材）、１６ 切り起
し部、１７ 透孔、１８、２１ 酸化剤電極側の複合集
電板、１９ アルミニウム拡散層（第１の層）、２０
アルミニウム拡散板（二層基材）。
極、４ セパレータ板、６ 酸化剤電極側穴あき集電
板、８ 酸化剤電極側の集電板、９ ウェットシール
部、１０ａ、１０ｂ マニホールド、１１ 第１のコル
ゲート板（第１の集電板部材）、１２ 第２のコルゲー
ト板（第２の集電板部材）、１３ 第１の層、１４ 第
２の層、１５ クラッド板（二層基材）、１６ 切り起
し部、１７ 透孔、１８、２１ 酸化剤電極側の複合集
電板、１９ アルミニウム拡散層（第１の層）、２０
アルミニウム拡散板（二層基材）。
Claims (8)
- 【請求項１】 燃料電極、電解質マトリクス、および酸
化剤電極からなる単セルと、隣接する前記単セルを分離
するためのセパレータ板と、燃料および酸化剤の給排気
を行うマニホールドとを有し、前記単セルとセパレータ
板の間に、当該溶融炭酸塩型燃料電池の内外を分離シー
ルするウェットシール部を備えた溶融炭酸塩型燃料電池
において、前記酸化剤電極を支持して、集電作用を行う
酸化剤電極側穴あき集電板と、前記酸化剤電極側穴あき
集電板とセパレータ板とによってはさまれ、耐食性に優
れた材料による第１の集電板部材、および運転中に生成
する腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集電
板部材を共存させた酸化剤電極側の集電板を設けたこと
を特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項２】 耐食性に優れた材料による第１の集電板
部材と、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導性がよい
材料による第２の集電板部材とを交互に、電極平面に鉛
直な方向からみて並置して共存させたことを特徴とする
請求項１記載の溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項３】 電極平面に鉛直な方向からみて、耐食性
に優れた材料による第１の集電板部材内の任意の点か
ら、当該第１の集電板部材に隣接する、運転中に生成す
る腐食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の集電板
部材内の、前記任意の点に最も近い点までの距離が、酸
化剤電極側穴あき集電板の厚みの５００倍未満であるこ
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。 - 【請求項４】 耐食性に優れた材料による第１の集電板
部材が、酸化剤電極側の集電板の、電池反応にともなう
発熱によって面内の平均温度以上となる部分に配置され
るように共存させたことを特徴とする請求項１または請
求項３記載の溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項５】 燃料電極、電解質マトリクス、および酸
化剤電極からなる単セルと、隣接する前記単セルを分離
するためのセパレータ板と、燃料および酸化剤の給排気
を行うマニホールドとを有し、前記単セルとセパレータ
板の間に、当該溶融炭酸塩型燃料電池の内外を分離シー
ルするウェットシール部を備えた溶融炭酸塩型燃料電池
において、前記酸化剤電極とセパレータ板との間に、耐
食性に優れた材料による第１の層と運転中に生成する腐
食皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層からなる
二層基材に切り込みを入れ、前記第１の層側に曲げ加工
を行うことによって、前記セパレータ板との間に酸化剤
ガスの流路を確保するための切り起し部と、前記酸化剤
電極に酸化剤ガスを供給するための透孔とを形成した、
酸化剤電極側の複合集電板を配置したことを特徴とする
溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項６】 二層基材として、耐食性に優れた材料に
よる第１の層と、運転中に生成する腐食皮膜の電子伝導
性がよい材料による第２の層とを、クラッド加工によっ
て一体化したクラッド板を用いたことを特徴とする請求
項５記載の溶融炭酸塩型燃料電池。 - 【請求項７】 耐食性に優れた材料として、アルミニウ
ムを２重量％から１０重量％、クロムを１３重量％から
４０重量％含有する鉄基合金を用い、運転中に生成する
腐食皮膜の電子伝導性がよい材料として、クロム濃度が
１３重量％から４０重量％、アルミニウム濃度が１重量
％未満の鉄基合金を用いたことを特徴とする請求項１か
ら請求項６のうちのいずれか１項記載の溶融炭酸塩型燃
料電池。 - 【請求項８】 二層基材として、運転中に生成する腐食
皮膜の電子伝導性がよい材料による第２の層の一方の面
に、切り込みを入れる前または後、あるいは曲げ加工の
前または後に行われる熱処理によって、耐食性に優れた
材料による第１の層としてのアルミニウム拡散層を形成
したアルミニウム拡散板を用いたことを特徴とする請求
項５記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7244743A JPH0992306A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7244743A JPH0992306A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992306A true JPH0992306A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17123240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7244743A Pending JPH0992306A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992306A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998036464A1 (de) * | 1997-02-15 | 1998-08-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Interkonnektor für sofc-brennstoffzellenstapel |
| JP2006221905A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータの製造方法 |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP7244743A patent/JPH0992306A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998036464A1 (de) * | 1997-02-15 | 1998-08-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Interkonnektor für sofc-brennstoffzellenstapel |
| JP2006221905A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7691511B2 (en) | Fuel cell having coolant flow field wall | |
| JP3070038B2 (ja) | 燃料電池用集電器及びその製造方法 | |
| US8470488B2 (en) | Metallic bipolar plates with high electrochemical stability and improved water management | |
| US7070877B2 (en) | Stainless steel separator for low-temperature fuel cell | |
| US20050249999A1 (en) | Press separator for fuel cell | |
| JP5152193B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池セパレータ用ステンレス鋼材および固体高分子型燃料電池 | |
| US20090023026A1 (en) | Metal separator for fuel cell | |
| JP2006324084A (ja) | 燃料電池 | |
| KR100950673B1 (ko) | 평판형 고체산화물 연료전지용 분리판 및 제조방법 | |
| JP4682511B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池 | |
| US8323851B2 (en) | Non-permeable low contact resistance shim for composite fuel cell stacks | |
| JPS61216257A (ja) | 燃料電池用セパレ−タ | |
| US7097929B2 (en) | Molten carbonate fuel cell | |
| JP4967831B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池セパレータ用フェライト系ステンレス鋼およびそれを用いた固体高分子形燃料電池 | |
| JP2008123958A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH0992306A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 | |
| US20090035637A1 (en) | Anode supported solid oxide fuel cell | |
| JP2005149802A (ja) | 燃料電池用電解質膜および燃料電池 | |
| JPH0158832B2 (ja) | ||
| US20050202302A1 (en) | Fuel cell separator, fuel cell stack, fuel cell vehicle, and method of manufacturing fuel cell separator | |
| JPS63190255A (ja) | 燃料電池構造 | |
| JPH0790440A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池用金属材料 | |
| US10985384B2 (en) | Corrosion resistant current collector for high-temperature fuel cell | |
| JP2004071502A (ja) | 燃料電池用セパレータおよびそれを備えた燃料電池 | |
| JP3122955B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 |