JPH10289724A - 溶融炭酸塩型燃料電池の操作方法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の操作方法Info
- Publication number
- JPH10289724A JPH10289724A JP9108370A JP10837097A JPH10289724A JP H10289724 A JPH10289724 A JP H10289724A JP 9108370 A JP9108370 A JP 9108370A JP 10837097 A JP10837097 A JP 10837097A JP H10289724 A JPH10289724 A JP H10289724A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- electrolyte
- fuel cell
- purge gas
- molten carbonate
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発電停止後、パージガスを供給して電池を電
解質の融点以上の温度で保持するときに電解質板の粗孔
化を防止する。 【解決手段】 溶融炭酸塩型燃料電池の発電停止後、該
電池を電解質の融点以上の温度で保持するとき、不活性
ガスにＣＯ2 を１〜１０％添加したパージガス１０を供
給する。ＣＯ2 を添加したパージガス１０により電解質
保持材として用いられているＬｉＡｌＯ2 粒子の成長が
抑えられて電解質板１の粗孔化が防止される。
解質の融点以上の温度で保持するときに電解質板の粗孔
化を防止する。 【解決手段】 溶融炭酸塩型燃料電池の発電停止後、該
電池を電解質の融点以上の温度で保持するとき、不活性
ガスにＣＯ2 を１〜１０％添加したパージガス１０を供
給する。ＣＯ2 を添加したパージガス１０により電解質
保持材として用いられているＬｉＡｌＯ2 粒子の成長が
抑えられて電解質板１の粗孔化が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料の有する化学エ
ネルギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー
部門で用いる燃料電池のうち、溶融炭酸塩型燃料電池の
操作方法に関するものである。
ネルギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー
部門で用いる燃料電池のうち、溶融炭酸塩型燃料電池の
操作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池のうち、電解質として溶融炭酸
塩を多孔質物質にしみ込ませてある電解質板を用いた溶
融炭酸塩型燃料電池では、一時運転を休止した後、発電
を再開した場合に直ちに発電可能で且つ電池性能を発揮
できるようにするために、一時運転を休止した後に、電
池を電解質の融点以上の温度に保持するような操作が行
われている。
塩を多孔質物質にしみ込ませてある電解質板を用いた溶
融炭酸塩型燃料電池では、一時運転を休止した後、発電
を再開した場合に直ちに発電可能で且つ電池性能を発揮
できるようにするために、一時運転を休止した後に、電
池を電解質の融点以上の温度に保持するような操作が行
われている。
【０００３】かかる溶融炭酸塩型燃料電池の操作におい
て、従来では、発電休止後、電池を電解質の融点以上の
温度で保持するとき、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等の如き電池に
対して不活性なガスをパージガスとしてカソード側とア
ノード側に供給するようにし、このようにして電池内を
電解質の融点以上の温度で保持していた。発電再開時に
は、上記パージガスに代えてアノード側、カソード側に
発電時の供給ガスを所定量流し発電に備えていた。
て、従来では、発電休止後、電池を電解質の融点以上の
温度で保持するとき、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等の如き電池に
対して不活性なガスをパージガスとしてカソード側とア
ノード側に供給するようにし、このようにして電池内を
電解質の融点以上の温度で保持していた。発電再開時に
は、上記パージガスに代えてアノード側、カソード側に
発電時の供給ガスを所定量流し発電に備えていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、発電休止
後、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスをパージガスとし
て電池のカソード側及びアノード側に供給すると、電解
質板の電解質保持材として用いられているＬｉＡｌＯ2
粒子が、パージガス供給直後から大きく成長して、電解
質板の粗孔化やコンパクションが進み、これにより炭酸
塩が流出してしまうために電池性能を低下させることが
判明した。一例として、パージガスにＮ2 ガスを用い電
池の温度を６５０℃として試験したところ、図４に示す
如く、Ｎ2 ガスを供給した直後から電解質板の平均空孔
径が大きく変化することがわかった。
後、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスをパージガスとし
て電池のカソード側及びアノード側に供給すると、電解
質板の電解質保持材として用いられているＬｉＡｌＯ2
粒子が、パージガス供給直後から大きく成長して、電解
質板の粗孔化やコンパクションが進み、これにより炭酸
塩が流出してしまうために電池性能を低下させることが
判明した。一例として、パージガスにＮ2 ガスを用い電
池の温度を６５０℃として試験したところ、図４に示す
如く、Ｎ2 ガスを供給した直後から電解質板の平均空孔
径が大きく変化することがわかった。
【０００５】そこで、本発明は、発電停止後にパージガ
スを供給して電池を電解質の融点以上の温度で保持する
ときに、電解質板の粗孔化を防止して電池性能を低下さ
せることなく安定に維持させるようにしようとするもの
である。
スを供給して電池を電解質の融点以上の温度で保持する
ときに、電解質板の粗孔化を防止して電池性能を低下さ
せることなく安定に維持させるようにしようとするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、電解質として溶融炭酸塩を用いる溶融炭
酸塩型燃料電池の発電停止後、電解質の融点以上の温度
で保持するとき、不活性ガスにＣＯ2 を添加してなるパ
ージガスを、発電停止直後から常時電池内に供給して保
持するよう操作する方法とする。
決するために、電解質として溶融炭酸塩を用いる溶融炭
酸塩型燃料電池の発電停止後、電解質の融点以上の温度
で保持するとき、不活性ガスにＣＯ2 を添加してなるパ
ージガスを、発電停止直後から常時電池内に供給して保
持するよう操作する方法とする。
【０００７】又、不活性ガスへのＣＯ2 の添加量を１〜
１０％とする。
１０％とする。
【０００８】溶融炭酸塩型燃料電池の運転を一時休止し
た後に、不活性ガスにＣＯ2 ガスを１％以上添加したパ
ージガスを供給して電池を電解質の融点以上の温度で保
持させるようにすると、ＣＯ2 ガスにより電解質の保持
材として用いられるＬｉＡｌＯ2 粒子の成長を抑えて、
電解質板の粗孔化を防止することができる。これにより
電解質の流出が防止されて電池の性能を安定に維持でき
る。
た後に、不活性ガスにＣＯ2 ガスを１％以上添加したパ
ージガスを供給して電池を電解質の融点以上の温度で保
持させるようにすると、ＣＯ2 ガスにより電解質の保持
材として用いられるＬｉＡｌＯ2 粒子の成長を抑えて、
電解質板の粗孔化を防止することができる。これにより
電解質の流出が防止されて電池の性能を安定に維持でき
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１０】図１は本発明の実施の形態を示すもので、
一例として内部マニホールド型の溶融炭酸塩型燃料電池
について示す。電解質としての溶融炭酸塩を多孔質物質
にしみ込ませてなる電解質板１を、カソード２とアノー
ド３の両電極で両面から挟み、カソード２側に酸化ガス
ＣＧを供給すると共にアノード３側に燃料ガスＦＧを供
給するようにしてある燃料電池セルＣを、表裏両面に凹
凸によるガス通路５を形成したセパレータ４を介し多層
に積層してスタックとし、一端側の周辺部に酸化ガスＣ
Ｇと燃料ガスＦＧの供給用マニホールド６，８を設ける
と共に、他端側の周辺部に酸化ガスＣＧと燃料ガスＦＧ
の排出用マニホールド７，９を設けて、各セルのカソー
ド２側に酸化ガスＣＧを、又、各セルのアノード３側に
燃料ガスＦＧをそれぞれ給排できるようにしてある溶融
炭酸塩型燃料電池の運転を一旦停止した後に、Ｎ2 等の
不活性ガスをパージガスとして酸化ガスや燃料ガスの供
給用マニホールド６，８を通してカソード２側及びアノ
ード３側へ供給することにより電池を電解質の融点以上
の温度で保持する操作において、上記発電停止後、電解
質の融点以上の温度に保持するときに供給するパージガ
スとして、電池に不活性なＮ2 、Ｈｅ、Ａｒ等のガスに
ＣＯ2 ガスを１〜１０％添加したパージガス１０を用
い、発電停止後、直ちに供給するようにする。
一例として内部マニホールド型の溶融炭酸塩型燃料電池
について示す。電解質としての溶融炭酸塩を多孔質物質
にしみ込ませてなる電解質板１を、カソード２とアノー
ド３の両電極で両面から挟み、カソード２側に酸化ガス
ＣＧを供給すると共にアノード３側に燃料ガスＦＧを供
給するようにしてある燃料電池セルＣを、表裏両面に凹
凸によるガス通路５を形成したセパレータ４を介し多層
に積層してスタックとし、一端側の周辺部に酸化ガスＣ
Ｇと燃料ガスＦＧの供給用マニホールド６，８を設ける
と共に、他端側の周辺部に酸化ガスＣＧと燃料ガスＦＧ
の排出用マニホールド７，９を設けて、各セルのカソー
ド２側に酸化ガスＣＧを、又、各セルのアノード３側に
燃料ガスＦＧをそれぞれ給排できるようにしてある溶融
炭酸塩型燃料電池の運転を一旦停止した後に、Ｎ2 等の
不活性ガスをパージガスとして酸化ガスや燃料ガスの供
給用マニホールド６，８を通してカソード２側及びアノ
ード３側へ供給することにより電池を電解質の融点以上
の温度で保持する操作において、上記発電停止後、電解
質の融点以上の温度に保持するときに供給するパージガ
スとして、電池に不活性なＮ2 、Ｈｅ、Ａｒ等のガスに
ＣＯ2 ガスを１〜１０％添加したパージガス１０を用
い、発電停止後、直ちに供給するようにする。
【００１１】発電停止後、電池の温度保持にＮ2 等の不
活性ガスに上記のＣＯ2 ガスを１％以上添加してなるパ
ージガス１０を発電停止後直ちに電池内に供給するよう
にすると、これまでのＣＯ2 ガス無添加のパージガスを
供給していた場合の如きパージガス供給直後から電解質
保持材として用いられているＬｉＡｌＯ2 粒子が大きく
成長して電解質板の粗孔化が進んでいたことを防止し得
て、パージガス１０供給直後から上記ＬｉＡｌＯ2 粒子
の成長を抑え、電解質板の粗孔化、コンパクションを防
ぎ、電解質の流出が防止できて、電池の安定した性能を
維持することができる。
活性ガスに上記のＣＯ2 ガスを１％以上添加してなるパ
ージガス１０を発電停止後直ちに電池内に供給するよう
にすると、これまでのＣＯ2 ガス無添加のパージガスを
供給していた場合の如きパージガス供給直後から電解質
保持材として用いられているＬｉＡｌＯ2 粒子が大きく
成長して電解質板の粗孔化が進んでいたことを防止し得
て、パージガス１０供給直後から上記ＬｉＡｌＯ2 粒子
の成長を抑え、電解質板の粗孔化、コンパクションを防
ぎ、電解質の流出が防止できて、電池の安定した性能を
維持することができる。
【００１２】ここで、ＣＯ2 ガスの添加量を１〜１０％
としたのは、１％以下の添加では電解質板の平均空孔径
が大きく変化し、又、１０％以上では平均空孔径がほと
んど変化せず効果において変りがないこと、及び電解質
板中のＮｉ溶出を防ぐためである。
としたのは、１％以下の添加では電解質板の平均空孔径
が大きく変化し、又、１０％以上では平均空孔径がほと
んど変化せず効果において変りがないこと、及び電解質
板中のＮｉ溶出を防ぐためである。
【００１３】
【実施例】次に、本発明者等が行った試験結果について
説明する。
説明する。
【００１４】本発明者等は、Ｎ2 等の不活性ガスにＣＯ
2 を１〜１０％の範囲添加したパージガスを１００時間
供給し、試験温度を６５０℃として電解質板の平均空孔
径のＣＯ2 濃度の影響について試験した。
2 を１〜１０％の範囲添加したパージガスを１００時間
供給し、試験温度を６５０℃として電解質板の平均空孔
径のＣＯ2 濃度の影響について試験した。
【００１５】その結果、図２に示す如き結果が得られ、
ＣＯ2 が１〜１０％の範囲であれば、平均空孔径はほと
んど変化していないことがわかった。
ＣＯ2 が１〜１０％の範囲であれば、平均空孔径はほと
んど変化していないことがわかった。
【００１６】又、本発明者等は、或る時間後に一時運転
を休止後、本発明のＣＯ2 ガスを添加したパージガスと
従来のＣＯ2 無添加のパージガスをそれぞれ供給してか
ら発電を再開することを繰り返して長時間にわたって電
池性能の変化について試験を行った。その結果、図３に
示す如く、本発明によるパージガスを供給した場合は、
○印で示す如く一時休止後も電池性能の低下はなく安定
した性能を維持することができた。これに対し、従来の
ＣＯ2 無添加のパージガスを供給する場合は、●印で示
す如く、一時休止後に電池性能が低下する結果が得られ
た。
を休止後、本発明のＣＯ2 ガスを添加したパージガスと
従来のＣＯ2 無添加のパージガスをそれぞれ供給してか
ら発電を再開することを繰り返して長時間にわたって電
池性能の変化について試験を行った。その結果、図３に
示す如く、本発明によるパージガスを供給した場合は、
○印で示す如く一時休止後も電池性能の低下はなく安定
した性能を維持することができた。これに対し、従来の
ＣＯ2 無添加のパージガスを供給する場合は、●印で示
す如く、一時休止後に電池性能が低下する結果が得られ
た。
【００１７】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の溶融炭酸塩型
燃料電池の操作方法によれば、溶融炭酸塩型燃料電池
を、発電停止後、電解質の融点以上の温度に保持すると
き不活性ガスのみをパージガスとして供給し、発電開始
時の前に上記パージガスに代えて発電時の供給ガスを、
所定量アノード側、カソード側に供給する操作方法にお
いて、上記パージガスとして、上記不活性ガスにＣＯ2
を１〜１０％添加したパージガスを用い、該ＣＯ2 を添
加したパージガスを、発電停止後直ちに供給するように
するので、電解質板のＬｉＡｌＯ2 粒子の成長を抑え、
電解質板の粗孔化を防止し、電池性能を安定に維持する
ことができる、という優れた効果を奏し得る。
燃料電池の操作方法によれば、溶融炭酸塩型燃料電池
を、発電停止後、電解質の融点以上の温度に保持すると
き不活性ガスのみをパージガスとして供給し、発電開始
時の前に上記パージガスに代えて発電時の供給ガスを、
所定量アノード側、カソード側に供給する操作方法にお
いて、上記パージガスとして、上記不活性ガスにＣＯ2
を１〜１０％添加したパージガスを用い、該ＣＯ2 を添
加したパージガスを、発電停止後直ちに供給するように
するので、電解質板のＬｉＡｌＯ2 粒子の成長を抑え、
電解質板の粗孔化を防止し、電池性能を安定に維持する
ことができる、という優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明の実施の形態を示す溶融炭酸塩型燃料電
池の概略断面図である。
池の概略断面図である。
【図２】電解質板の平均空孔径とＣＯ2 濃度との関係に
ついて試験した結果を示す図である。
ついて試験した結果を示す図である。
【図３】本発明の操作方法と従来の操作方法とによる電
池性能を試験結果で比較した図である。
池性能を試験結果で比較した図である。
【図４】従来の操作方法による場合の電解質板の平均空
孔径の変化を示す試験結果の図である。
孔径の変化を示す試験結果の図である。
１ 電解質板 ２ カソード ３ アノード ４ セパレータ １０ パージガス
Claims (2)
- 【請求項１】 電解質として溶融炭酸塩を用いる溶融炭
酸塩型燃料電池の発電停止後、電解質の融点以上の温度
で保持するとき、不活性ガスにＣＯ2 を添加してなるパ
ージガスを、発電停止直後から常時電池内に供給して保
持するよう操作することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料
電池の操作方法。 - 【請求項２】 不活性ガスへのＣＯ2 ガスの添加量を１
〜１０％の範囲とする請求項１記載の溶融炭酸塩型燃料
電池の操作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9108370A JPH10289724A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 溶融炭酸塩型燃料電池の操作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9108370A JPH10289724A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 溶融炭酸塩型燃料電池の操作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10289724A true JPH10289724A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14483059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9108370A Pending JPH10289724A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 溶融炭酸塩型燃料電池の操作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10289724A (ja) |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP9108370A patent/JPH10289724A/ja active Pending
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