JPS58129782A - 溶融炭酸塩型燃料電池用電解質体の製造方法 - Google Patents

溶融炭酸塩型燃料電池用電解質体の製造方法

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JPS58129782A
JPS58129782A JP57011516A JP1151682A JPS58129782A JP S58129782 A JPS58129782 A JP S58129782A JP 57011516 A JP57011516 A JP 57011516A JP 1151682 A JP1151682 A JP 1151682A JP S58129782 A JPS58129782 A JP S58129782A
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将人 竹内
Hideo Okada
秀夫 岡田
Shigeru Okabe
岡部　重
Hiroshi Hida
飛田　紘
Munehiko Tonami
戸波　宗彦
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ′直）（１イ質体には多孔質セラミックス焼結体に電解
質を保持してなる電解質体（以下、マトリックス型電解
質体という）及び非導電性微粒子と電解質との混合成形
体（以ド、メースト型電解質体という）の両方式がある
。
従来技術の酸解質板は下記の点で十分に満足し侍るもの
とは言えない。
１）製造過程における電解質体のそり、亀裂発生２）電
池運転中の熱サイクルによる亀裂発生３）電池運転中の
熱的変形 ４）電解質の保持能力が低い 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消して、成形
性が良好で機械的強度が犬であり、かつ電解質保持能力
が優れ、安定で高い′下池性能を発揮し得る屯ｌｌＩ／
Ｉ！質体を用いる燃料電池を提供するにある。
本光明の要点はマ）　ＩＪラックス解質体が高温焼結時
にその成形体にそり、うねりなどの変形を起こしやすい
という問題点と、ペースト型電解質体では機械的強度が
低いという問題点を同時に解決すべく発案されたもので
、アノード及びカソードとその両′電極１…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、
電気比学的に発電させる燃料電池において、該電解質体
が電解質を保持するための′［Ｅ解質保持材、無機質の
結着剤及び電解質より構成されている燃料電池であり、
無機の結着剤にポリ酸の金属塩などを用いることを粉徴
としている。
ポリ酸は酸素酸のなかで、酸基が縮合して２核以上の多
核錯塩を形成するものであり、周期律第■族ナイし■族
元素、特にＢ　＋　８　’　＋　Ｐ　＋　Ｓ　＋　Ｖ’
＋Ｎ　ｂ　Ｔ　’、［’　ａ　＋　Ｃｒ　！　Ｍ　ｏ　
＋　Ｗ　！どで多く見られる。
この中には中心イオンが１種類で形成される、例えはト
リポリリン酸（Ｈ１ｌＰ３０１０　）のごときインポリ
酸や、ケイタングステン酸（Ｈ３〔Ｈ８ｉ　Ｗｉ　２０
４０〕）のごとき２種以上の中心イオンを含むヘテロポ
リ酸がある。
本発明者らはこのような無機高分子状物質の金属塩を結
着剤として、電解質保持材同志のつながりを良好にし、
かつ電解質保持能力を増大させた電解質体を得たもので
ある。
このうちでも特に優れた結着剤はボＩＪ　ＩＪン酸塩で
ある。
よく知られているように、正リン酸を加熱していくと脱
水縮合が起こり、粘稠なシロップ状物質となり、ざらに
それが進むと白色のカラス状物質、すなわちメタリン酸
になる。
ｎＨａＰ０４→（ＨＰＯｓ）−＋ｎＨｚＯ同様に、リン
酸塩、例えばリン酸二水素アルカリ金属塩も脱水縮合し
て最終的には白色ガラス状物質であるメタリシ酸アルカ
リ金属塩になる。
ｎＭＨ２ＰＯ４→（ＭＰＯａ　）　−＋　ｎ　Ｈ２０こ
のような灰石を電解質保持材と共存させた形で実施する
とこのポリ酸塩が強固な結着剤として電解質保持材を結
着することを見い出しだ。
金属塩としてはアルカリ金属塩でなく、他の例えばアル
カリ土類元素虐や、チタン、ジルコニウム、スズなどで
も可能であるが、溶融炭酸塩型燃料電池の場合には電解
質がアルカリ金桐炭酸塩であることから、アルカリ金属
塩がその親和性などの而から最も通していると考えられ
る。
他のポリ酸塩でも、例えばホウ酸塩、ケイ酸塩でも結着
剤としての効果は認められ、またリンモリブデン酸塩の
ごときへテロポリ酸塩でもその効果は認められる。
本発明になる電解質体を得る方法の一つとしては、電解
質保持材とポリ酸塩の前駆体とを所定の割合で混付し、
成形体にしたのち、加熱処理することにより、その前駆
体がポリ酸塩に変化すると同時に戒屏質保持材を結涜す
ることができる。このものに電、解質であるアルカリ炭
酸塩を溶融、含浸して亀屏實捧を得るものである。また
、電解質を含浸する前の過程で、さらに温度を上げて電
解質保持材と結着剤からなる成形体を焼結したのち、電
解質を含浸する方法もあるが、この場合には焼結過程に
よる反り、うねりの発生を防ぐようにその操作を制御す
る必要がある。
他の一つの方法としては、電解質保持材、ポリ酸塩もし
くはその前駆体及び電解質全所定の割合で温片し、成形
体とし、結着効果を得るに必要な最低限の温度で焼成し
てペースト型電解質体を得るものである。
以下、実施例を挙げて本発明の同各を具体的に説明する
。
実施例１ 平均粒径０．５ミクロンのりチウムアルミネート６６ｇ
と試薬−級のリン酸二水素リチウム（ＬｉＨ２ＰＯ４）
　３４　ｇを配合し、これに水を加えてよく混合したの
ち、１４０ｔＴで２時間乾燥し、粉砕機で１００　ｍｅ
ｓｈに粉砕、整粒した。これを用いて厚さ１．５ｍｍ、
　　２００ｗｖｎ角の形状にコールドプレスで成形した
。これを昇温速度１００Ｕ／ｈの条件で７ｏｏ′Ｃまで
脱気しながら昇温し、約２時間保持したのち、５５０Ｃ
まで降温しだ。この電解質保持材と結着剤（約３０Ｗ　
ｔ％）からなる成形体に炭酸リチウムと炭酸カリウムの
混合酸解質（６２：３８、モル比）を溶融、含浸し、こ
れを冷却して市屏ノ霞体を得た。
アノード及びカソードには多孔質ニッケル焼結体及びリ
チウム化された酸化ニッケル焼結体を用い、この両電極
で上記の方法により得られた電解質体をはさんだ形で≠
セルを構成して電池性能を測定した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、アノード及びカソードと両電惨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ンード側
    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、該妊屏質体が電解質
    を保持するだめの電解質保持材、無機質の結着剤及び電
    解質より構成されていることを特徴とする溶融炭酸塩型
    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、結
    着剤が無機高分子であることを特徴とする溶融炭酸塩型
    燃料電池。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料′電池
    において、結着剤がポリ酸の金属塩であることを特徴と
    する溶融炭酸塩型燃料電池。 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、金属塩がアルカリ金属塩である
    ことを特徴とする溶−ｊ炭酸塩型燃料電池。
JP57011516A 1982-01-29 1982-01-29 溶融炭酸塩型燃料電池用電解質体の製造方法 Granted JPS58129782A (ja)

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EP0090141A3 (en) 1984-09-05
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