JPS58129781A - 溶融塩型燃料電池 - Google Patents
溶融塩型燃料電池Info
- Publication number
- JPS58129781A JPS58129781A JP57011515A JP1151582A JPS58129781A JP S58129781 A JPS58129781 A JP S58129781A JP 57011515 A JP57011515 A JP 57011515A JP 1151582 A JP1151582 A JP 1151582A JP S58129781 A JPS58129781 A JP S58129781A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- fuel cell
- mixed
- powder
- mean grain
- 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
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-
- 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
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- H01M8/0295—Matrices for immobilising electrolyte melts
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶融炭ｍ塩型燃料電池に係り、特に二種以上の
平均粒子径の異なる耐アルカリ性電解質保持材を母材に
用いる電解質体に関する。
平均粒子径の異なる耐アルカリ性電解質保持材を母材に
用いる電解質体に関する。
母材に用いる市、解質保持材は平均粒子径が微細なもの
ほど良いとされており、溶融炭ｍ塩の保持力も優れてい
ると考えられるが、微細粒子であればあるほどその圧密
化が困難であり、過大な圧力（＞ ２５０ Ｋｇ／ ｔ
ｙｎ２）でプレス成形しないと内部にミクロな空隙が生
じヤすく、電解質体の製造過程又は電池、の運転の過程
に電解ノー体が変形しやすく、又心萌質が流出してしま
うという結果が多く得られた。又、多孔質焼結体を微細
粒子のみで成形した場合にも、最適な細孔状態が得られ
ず、又機械的強度も低いものであった。
ほど良いとされており、溶融炭ｍ塩の保持力も優れてい
ると考えられるが、微細粒子であればあるほどその圧密
化が困難であり、過大な圧力（＞ ２５０ Ｋｇ／ ｔ
ｙｎ２）でプレス成形しないと内部にミクロな空隙が生
じヤすく、電解質体の製造過程又は電池、の運転の過程
に電解ノー体が変形しやすく、又心萌質が流出してしま
うという結果が多く得られた。又、多孔質焼結体を微細
粒子のみで成形した場合にも、最適な細孔状態が得られ
ず、又機械的強度も低いものであった。
本発明の目的は、平均粒子径のｉ４なる二種以上の電解
質材を用いることにより機械的強度が犬きく、電解質保
持力の強い電解質板を得ることにより、電池性能の向上
と、長期運転に耐える溶融塩型燃料電池を提供すること
にある。
質材を用いることにより機械的強度が犬きく、電解質保
持力の強い電解質板を得ることにより、電池性能の向上
と、長期運転に耐える溶融塩型燃料電池を提供すること
にある。
燃料電池の出力を効率よく得るには、電解質板は内部抵
抗が小さいイオン伝導体でなければならない。そのため
には、溶融した電解質の流出を防止する細密細孔を有し
た毛管現象による電解質保持力に富み、機械的強度に優
れた電解質板が望まれる。
抗が小さいイオン伝導体でなければならない。そのため
には、溶融した電解質の流出を防止する細密細孔を有し
た毛管現象による電解質保持力に富み、機械的強度に優
れた電解質板が望まれる。
本発明の特徴とするところは、平均粒子径が異なる二種
以上の電解質保持材を用いることであり、これにより該
電解質保持材のみで多孔質焼結体を形成し、その後、電
解質を溶融含浸する方法においても、また、該電解質保
持材と電解質を混合した後、電解質板を得る方法におい
ても、電解質保持材は平均粒子径が異なる二種以上で構
成されるため、粒子の充填密度が太きくなる。即ち、平
均粒子径の犬なる電解質保持材同志の接触が緊密に行な
われ、かつその空隙部には平均粒子径の小なる電解質保
持材が存在することになり、その細密細孔内に’Ｍ電解
質均質に充填されることになる。
以上の電解質保持材を用いることであり、これにより該
電解質保持材のみで多孔質焼結体を形成し、その後、電
解質を溶融含浸する方法においても、また、該電解質保
持材と電解質を混合した後、電解質板を得る方法におい
ても、電解質保持材は平均粒子径が異なる二種以上で構
成されるため、粒子の充填密度が太きくなる。即ち、平
均粒子径の犬なる電解質保持材同志の接触が緊密に行な
われ、かつその空隙部には平均粒子径の小なる電解質保
持材が存在することになり、その細密細孔内に’Ｍ電解
質均質に充填されることになる。
電解質体の密度が大なるほど、即ち気孔部が少ないほど
良好な電池性能が得られることを見出した。この状態は
機械的強度が犬きく、電池締付荷重に対して変形を生じ
ない。よって電、解質の保持力が著しく増大し、含浸し
た′Ｍ電解質締付荷重により、外部に流出するのを抑制
できるため、電解質の不足状態を防１Ｆでき、クロスオ
ーバがなく、電池性能の長寿命化が可能になったものと
考えられる。
良好な電池性能が得られることを見出した。この状態は
機械的強度が犬きく、電池締付荷重に対して変形を生じ
ない。よって電、解質の保持力が著しく増大し、含浸し
た′Ｍ電解質締付荷重により、外部に流出するのを抑制
できるため、電解質の不足状態を防１Ｆでき、クロスオ
ーバがなく、電池性能の長寿命化が可能になったものと
考えられる。
本発明においては平均粒子径の異なる二種以上の電解質
保持材の中に繊維状物質を適当量（２０重量％以下）含
ませた場合には、電解質体の形成、その後の取扱いにお
いて作業性が良くなるうえに、機械的強度は著しく向上
し、運転中の熱サイクルによる亀裂防止に大きな効果が
ある。
保持材の中に繊維状物質を適当量（２０重量％以下）含
ませた場合には、電解質体の形成、その後の取扱いにお
いて作業性が良くなるうえに、機械的強度は著しく向上
し、運転中の熱サイクルによる亀裂防止に大きな効果が
ある。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例 １
平均粒子径０．５ ｔｔ’％α−アルミナ（Ａ、□ｅ□
０っ）１０２ｇと水酸化リチウム（丁、１０Ｈ−Ｉ（２
０）９２．４ｇを攪拌らいかい機で混合する。この原料
粉末を高純度アルミナ製ルツボに充填し、電気炉を用い
空気雰囲気下、５５０ｔＺ’一定で６時間ＤＯ熱処理し
、アルミン酸リチウム（ＬｉＡａＯｔ）を合成スる。本
加熱処理によりα−アルミナと水酸化リチウムが反応し
、１μ。から最大５μ、程度まで粒子成長が起る。これ
を微粉砕して平均粒径１μｍ以下の粉末７０重瞼％と微
粉砕しない３〜５μｍの粒子径をもつ粉末３０重量％と
を、粒子形態が変化しないようＶ形混合機で混合する。
０っ）１０２ｇと水酸化リチウム（丁、１０Ｈ−Ｉ（２
０）９２．４ｇを攪拌らいかい機で混合する。この原料
粉末を高純度アルミナ製ルツボに充填し、電気炉を用い
空気雰囲気下、５５０ｔＺ’一定で６時間ＤＯ熱処理し
、アルミン酸リチウム（ＬｉＡａＯｔ）を合成スる。本
加熱処理によりα−アルミナと水酸化リチウムが反応し
、１μ。から最大５μ、程度まで粒子成長が起る。これ
を微粉砕して平均粒径１μｍ以下の粉末７０重瞼％と微
粉砕しない３〜５μｍの粒子径をもつ粉末３０重量％と
を、粒子形態が変化しないようＶ形混合機で混合する。
この後、カルボキシルメチルセルロース水溶液を８重量
部添加混合した後、１Ｍ径４０ｍ＋ｎ、、厚さ３■に加
圧成形し、５０〜６０Ｃで５時１…以上加熱乾燥してか
ら電気炉で１２００ｔＺ’で焼成、多孔質焼結体を得た
。該多孔質焼結体の吸水率は５０〜６５％である。
部添加混合した後、１Ｍ径４０ｍ＋ｎ、、厚さ３■に加
圧成形し、５０〜６０Ｃで５時１…以上加熱乾燥してか
ら電気炉で１２００ｔＺ’で焼成、多孔質焼結体を得た
。該多孔質焼結体の吸水率は５０〜６５％である。
該多孔質焼結体を、炭酸リチウム（し２ＣＯ３）と炭酸
カリウム（Ｋ２ＣＯｓ）とを各々６２モル％対３８モル
％で混合したアルカリ炭酸塩粉末をアルミナ容器に入れ
５３０Ｃで刀ｑ熱溶融状態の中に、該多孔質焼結体を浸
漬含浸させて電解ノ１板を得た。
カリウム（Ｋ２ＣＯｓ）とを各々６２モル％対３８モル
％で混合したアルカリ炭酸塩粉末をアルミナ容器に入れ
５３０Ｃで刀ｑ熱溶融状態の中に、該多孔質焼結体を浸
漬含浸させて電解ノ１板を得た。
該多孔質焼結体は、アルカリ炭ｍ塩を溶融含浸する前の
重！４．７ｇであったが、含浸後の重量は１０．８ｇで
あった。
重！４．７ｇであったが、含浸後の重量は１０．８ｇで
あった。
実施例 ２
実施例１の方法で得たアルミン酸リチウムを微粉砕して
、平均粒径１μ以下の粉末７０重量％と微粉砕しない３
〜５μの粒子径をもつ粉末３０重量％とを、Ｖ形混合機
で混合する。この粒子径が異なる二種混合電解質保持体
粉末５０重量％と、炭酸リチウムと炭酸カリウムとを、
各々６２モル％対３２モル％で混合したアルカリ炭酸塩
粉末５０重量％とをＶ形混合機で混合して、二種混合電
解質保持体粉末とアルカリ炭酸塩とからなる原料粉末を
得る。この原料粉末を２５０ｃで３時間、加熱乾燥した
後、直径４０＋＋ｏｎ、厚さ３簡に成形、密封型電気炉
中で７６０ ｔｒｍＨｇに脱気しながら４８０Ｃで１時
間焼成して、平均粒子径の異なる粉末からなる電解質保
持材と電解質とで一体化した電解質板を得た、 実施例 ３ 実施例１及び実施例２で得た電解質板を用い、電極には
多孔質ニッケル焼結板を用いて単セルを構成、電池性能
を測定した。
、平均粒径１μ以下の粉末７０重量％と微粉砕しない３
〜５μの粒子径をもつ粉末３０重量％とを、Ｖ形混合機
で混合する。この粒子径が異なる二種混合電解質保持体
粉末５０重量％と、炭酸リチウムと炭酸カリウムとを、
各々６２モル％対３２モル％で混合したアルカリ炭酸塩
粉末５０重量％とをＶ形混合機で混合して、二種混合電
解質保持体粉末とアルカリ炭酸塩とからなる原料粉末を
得る。この原料粉末を２５０ｃで３時間、加熱乾燥した
後、直径４０＋＋ｏｎ、厚さ３簡に成形、密封型電気炉
中で７６０ ｔｒｍＨｇに脱気しながら４８０Ｃで１時
間焼成して、平均粒子径の異なる粉末からなる電解質保
持材と電解質とで一体化した電解質板を得た、 実施例 ３ 実施例１及び実施例２で得た電解質板を用い、電極には
多孔質ニッケル焼結板を用いて単セルを構成、電池性能
を測定した。
アノードに燃料としてＮ２６０％、Ｎ２４０％混合ガス
を、カソードに酸化剤として０２２０％。
を、カソードに酸化剤として０２２０％。
Ｃ０２３０％、Ｎ２５０％混合ガスを供給した。
電池の作動温度６５０Ｃで電流密度１００ｍＡ、／ｃｒ
ｎ２放電時のセル電圧を測定して、実施例１の電解質板
では初期値０．７６Ｖ、１００時間後０．７６Ｖであっ
た。捷た実施例２の電解質板では初期値ｏ、ｓｏ’ｖ、
ｉｏｏ時間（＆０．７９Ｖｆ、％つた。
ｎ２放電時のセル電圧を測定して、実施例１の電解質板
では初期値０．７６Ｖ、１００時間後０．７６Ｖであっ
た。捷た実施例２の電解質板では初期値ｏ、ｓｏ’ｖ、
ｉｏｏ時間（＆０．７９Ｖｆ、％つた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 アノード及びカソードとその両市極間に配設され
る電解質を保持してなる電解質体よりなり、燃料及び酸
化剤がそれぞれアノード側に配設される燃料室及びカソ
ード側に配設される酸化剤室に供給されることにより、
電気化学的に発電する燃料電池において、平均粒子径の
異なる少なくとも２種以上の電解質保持材で電解質を保
持してなる電解質体を用いることを特徴とする溶融塩型
燃料電池。 ２、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池において、該
電解質体が平均粒子径の異なる少なくとも２種以上の電
解質保持材からなる多孔質焼結体に電解質が保持されて
いることを特徴とする溶融塩型燃料電池。 ３、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池において、該
電解Ｗ体が平均粒子径の異なる少なくとも２種以上の電
解質保持材と電解質との混合体であることを特徴とする
溶融塩型燃料電池。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
載の燃料電池において、該電解質体が縁維状物質を含ん
でなることを特徴とする溶融塩型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57011515A JPS58129781A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 溶融塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57011515A JPS58129781A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 溶融塩型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129781A true JPS58129781A (ja) | 1983-08-02 |
Family
ID=11780133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57011515A Pending JPS58129781A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 溶融塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129781A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198565A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用マトリツクス層 |
| JPS6282657A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-16 | Fuji Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池の電解質板 |
| JPS6391963A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板 |
| JPH01107460A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池用電解質板の製造方法 |
| JPH03133063A (ja) * | 1989-10-19 | 1991-06-06 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPH03276571A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Youyuu Tansanengata Nenryo Denchi Hatsuden Syst Gijutsu Kenkyu Kumiai | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板 |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP57011515A patent/JPS58129781A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198565A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用マトリツクス層 |
| JPS6282657A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-16 | Fuji Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池の電解質板 |
| JPS6391963A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板 |
| JPH01107460A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池用電解質板の製造方法 |
| JPH03133063A (ja) * | 1989-10-19 | 1991-06-06 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| JPH03276571A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Youyuu Tansanengata Nenryo Denchi Hatsuden Syst Gijutsu Kenkyu Kumiai | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板 |
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