JPS58129784A - 溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式Info
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- JPS58129784A JPS58129784A JP57011846A JP1184682A JPS58129784A JP S58129784 A JPS58129784 A JP S58129784A JP 57011846 A JP57011846 A JP 57011846A JP 1184682 A JP1184682 A JP 1184682A JP S58129784 A JPS58129784 A JP S58129784A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
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- H01M8/141—Fuel cells with fused electrolytes the anode and the cathode being gas-permeable electrodes or electrode layers
- H01M8/142—Fuel cells with fused electrolytes the anode and the cathode being gas-permeable electrodes or electrode layers with matrix-supported or semi-solid matrix-reinforced electrolyte
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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
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は溶融炭酸塩燃料電池積層体の起動方式〔従来技
術とその問題点〕 従来、溶融炭酸塩燃料電池積層体の昇温起動Ｃ二は燃料
ガス、酸化剤ガス供給用配管を外部加熱し、加熱された
供給ガスにより燃料電池積層体を昇温させる方法、燃料
電池積層体外部にヒーターを設は熱伝導により昇温させ
る方法（例えば燃料電池積層体エンドプレートｌコヒー
ターを埋設し、積層体上下方向から加熱昇温する）があ
る。
術とその問題点〕 従来、溶融炭酸塩燃料電池積層体の昇温起動Ｃ二は燃料
ガス、酸化剤ガス供給用配管を外部加熱し、加熱された
供給ガスにより燃料電池積層体を昇温させる方法、燃料
電池積層体外部にヒーターを設は熱伝導により昇温させ
る方法（例えば燃料電池積層体エンドプレートｌコヒー
ターを埋設し、積層体上下方向から加熱昇温する）があ
る。
前者の方法は燃料電池Ｍ面体の内部に大きな温度分布を
生じせしめないが一方作動温度６５０〜７００°Ｃまで
昇温させるには加熱の効率が悪く昇温に長時間を要する
。
生じせしめないが一方作動温度６５０〜７００°Ｃまで
昇温させるには加熱の効率が悪く昇温に長時間を要する
。
又、後者の方法では、燃料電池外部から燃料電池中央部
までの熱伝導に頼っているため（エンドプレート（ニヒ
ーターを埋設した場合は燃料電池積層体」−下方向から
中央部への熱伝導）やはり加熱の効率は悪く昇温に長時
間を要する。さらに、燃料電池積層体の積層数の増加と
ともに、昇温時間が長くなるだけでなく積層体厚さ方向
の温度分布の不均一性が増す。また外部ヒーターを設け
ることは燃料電池積層体のコンパクト性を損うことにな
る。
までの熱伝導に頼っているため（エンドプレート（ニヒ
ーターを埋設した場合は燃料電池積層体」−下方向から
中央部への熱伝導）やはり加熱の効率は悪く昇温に長時
間を要する。さらに、燃料電池積層体の積層数の増加と
ともに、昇温時間が長くなるだけでなく積層体厚さ方向
の温度分布の不均一性が増す。また外部ヒーターを設け
ることは燃料電池積層体のコンパクト性を損うことにな
る。
本発明は、従来技術の問題点に鑑み溶融炭酸塩燃料電池
積層体の昇温起動を短時間がっ積層体内部より均一に加
熱するための起動方式を提供することにある。
積層体の昇温起動を短時間がっ積層体内部より均一に加
熱するための起動方式を提供することにある。
本発明は溶融炭酸塩燃料電池の電解質タイルに電解質保
持体（例えばＬｉＡ１０．）に窒化硼素を０５〜１．
Ｏｗｔ ％含有するチタン酸バリウム系半導体を５
ｗｔ％以上混入したものを使用し、燃料電池昇温起動時
に外部電源により通電を行い電解質タイルの電子伝導抵
抗損によるジュール熱により電解質タイルのキュリ一点
まで急速加熱を行い、キュリ一点以降電解質タイルの電
子伝導抵抗ＩＨが増加した温度領域においては微小電流
により緩慢な加熱を行う、短時間にかつ均一で熱衝撃の
少ない溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式である。
持体（例えばＬｉＡ１０．）に窒化硼素を０５〜１．
Ｏｗｔ ％含有するチタン酸バリウム系半導体を５
ｗｔ％以上混入したものを使用し、燃料電池昇温起動時
に外部電源により通電を行い電解質タイルの電子伝導抵
抗損によるジュール熱により電解質タイルのキュリ一点
まで急速加熱を行い、キュリ一点以降電解質タイルの電
子伝導抵抗ＩＨが増加した温度領域においては微小電流
により緩慢な加熱を行う、短時間にかつ均一で熱衝撃の
少ない溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式である。
本発明により従来、加熱された供給ガスまたは外部ヒー
ターによる加熱により行なっていた溶融炭酸塩燃料電池
積層体の起動時の昇温に要する時間を急速昇温イニよる
電解質タイルの割れを伴わずに短縮し、かつ燃料電池積
層体の積層方向及び積層体平面内の温度分布が減少し均
一加熱が達成される。
ターによる加熱により行なっていた溶融炭酸塩燃料電池
積層体の起動時の昇温に要する時間を急速昇温イニよる
電解質タイルの割れを伴わずに短縮し、かつ燃料電池積
層体の積層方向及び積層体平面内の温度分布が減少し均
一加熱が達成される。
以下本発明の実施例を図面にしたがって述べる。
（実施例１）
８８００１１１モル、Ｔｉ０．１モルからなる混合物に
窒化硼素Ｏ，５Ｘ量％を添加混合し、成形後空気中で１
２５０℃で焼結したＢＮ−ＢａＴｉＯ，を粉砕し粉末化
したのち電解質保持体の主原料であるＬｉＡｌＯ２粉末
に５重量％混合した。次に電解質としてのＬｉ、Ｃｏ。
窒化硼素Ｏ，５Ｘ量％を添加混合し、成形後空気中で１
２５０℃で焼結したＢＮ−ＢａＴｉＯ，を粉砕し粉末化
したのち電解質保持体の主原料であるＬｉＡｌＯ２粉末
に５重量％混合した。次に電解質としてのＬｉ、Ｃｏ。
： Ｎａ、Ｃｏ３： Ｋ、Ｃｏ、＝ ４３．５ ： ３
１．５ ： ２５．０の混合物をＢＮ −ＢａＴｉ０．
、 ＬｉＡ１０． 電解質保持用混合粉末と混合し
、ホットプレスにより電解質タイルを成形加工した。こ
の電解質タイルを用いて通常の方法こより溶融炭酸塩燃
料電池積層体を組み立てた。
１．５ ： ２５．０の混合物をＢＮ −ＢａＴｉ０．
、 ＬｉＡ１０． 電解質保持用混合粉末と混合し
、ホットプレスにより電解質タイルを成形加工した。こ
の電解質タイルを用いて通常の方法こより溶融炭酸塩燃
料電池積層体を組み立てた。
第１図に燃料電池の昇温起動時の概略構成を示す。
図中燃料電池積層体１の上、下面エンドプレート２に接
続された電流取り出し端３に耐熱被覆電線４により外部
室＃５を接続しである。常温がら′電解質タイルのキュ
リ一点である約１２０’Ｃがら１５０’Ｃまで３０ ｍ
Ａ／ｃ＋＋！の交流電流で通電し１．５０°Ｃ以降除々
シニ電流を減らし電解質タイルの比抵抗が最大を示す１
８０’Ｃ以降は０．４ ｍＡ／、）（の交流電流でゆっ
くりと加熱した。この時の昇温曲線を第２図に本発明の
場合をＡ、従来例をＢ、Ｃ，Ｄとして示しである。本発
明と比較した従来例１は約７００℃に加熱された燃料ガ
ス、酸化剤ガスにょる昇温の方法で曲線Ｂで、従来例２
は外部ヒーター（燃料電池積層体エンドプレートに埋め
込んだヒーター）Ｃ二よる昇温の方法で曲線Ｃで、従来
例３は従来例１．従来例２の両者併用の場合の昇温の方
法で曲線りで示しである。いづれも温度は燃料電池積層
体中央部で測定した。第２図に示したように従来、溶融
炭酸塩燃料電池の作動温度である６５０〜７００℃まで
昇温するのに９〜１４時間要していた。また外部ヒータ
ーの局部加熱のために電解質タイルの割れ等が生じてい
たが本発明では約７時間で作動温度まで昇温可能であり
、かつ急速、緩慢の２段加熱により電解質タイルの割れ
の発生が弾くなった。
続された電流取り出し端３に耐熱被覆電線４により外部
室＃５を接続しである。常温がら′電解質タイルのキュ
リ一点である約１２０’Ｃがら１５０’Ｃまで３０ ｍ
Ａ／ｃ＋＋！の交流電流で通電し１．５０°Ｃ以降除々
シニ電流を減らし電解質タイルの比抵抗が最大を示す１
８０’Ｃ以降は０．４ ｍＡ／、）（の交流電流でゆっ
くりと加熱した。この時の昇温曲線を第２図に本発明の
場合をＡ、従来例をＢ、Ｃ，Ｄとして示しである。本発
明と比較した従来例１は約７００℃に加熱された燃料ガ
ス、酸化剤ガスにょる昇温の方法で曲線Ｂで、従来例２
は外部ヒーター（燃料電池積層体エンドプレートに埋め
込んだヒーター）Ｃ二よる昇温の方法で曲線Ｃで、従来
例３は従来例１．従来例２の両者併用の場合の昇温の方
法で曲線りで示しである。いづれも温度は燃料電池積層
体中央部で測定した。第２図に示したように従来、溶融
炭酸塩燃料電池の作動温度である６５０〜７００℃まで
昇温するのに９〜１４時間要していた。また外部ヒータ
ーの局部加熱のために電解質タイルの割れ等が生じてい
たが本発明では約７時間で作動温度まで昇温可能であり
、かつ急速、緩慢の２段加熱により電解質タイルの割れ
の発生が弾くなった。
さらに、積層休め積層方向の温度分布も従来例１．２．
３では中央部の積層体温度に対して約５０〜７０℃の温
度差があったが本発明では均一加熱により温度差が１５
〜２０°Ｃに向上した。積層体平面内の温度分布も、温
度の低い部分程、電流が多く流れて加熱されるため温度
の均一化が出来た。
３では中央部の積層体温度に対して約５０〜７０℃の温
度差があったが本発明では均一加熱により温度差が１５
〜２０°Ｃに向上した。積層体平面内の温度分布も、温
度の低い部分程、電流が多く流れて加熱されるため温度
の均一化が出来た。
従来例では平面内の温度分布が±５０ ’Ｃ程度であっ
たが、本発明では±２０°Ｃ以内におさまった。
たが、本発明では±２０°Ｃ以内におさまった。
（実施例２）
ＢａＣ０３０，７モル、５ｒＣｏ３Ｑ、 ３ モ／Ｌ／
、Ｔｉｅ、 １モル、Ｂ’ｔｏｓ ００１モルからな
る混合物に窒化硼素０．５重量％を添加混合し空気中で
１２５０℃で焼結したＢＮ含有ＢａＢ１５ｒＴＩＯ，を
粉砕復電解質保持体の主原料であるＬｉＡｌ０．粉末に
５重量％混合した。
、Ｔｉｅ、 １モル、Ｂ’ｔｏｓ ００１モルからな
る混合物に窒化硼素０．５重量％を添加混合し空気中で
１２５０℃で焼結したＢＮ含有ＢａＢ１５ｒＴＩＯ，を
粉砕復電解質保持体の主原料であるＬｉＡｌ０．粉末に
５重量％混合した。
（実施例１）と同様に電解質粉末と混合後ホットプレス
で成形加工し、この電解質タイルを用いて溶融炭酸塩燃
料電池な糺み立て昇温起動させた結果、実施例１と同様
な結果を得た。
で成形加工し、この電解質タイルを用いて溶融炭酸塩燃
料電池な糺み立て昇温起動させた結果、実施例１と同様
な結果を得た。
なお上記実施例では電解質タイルをポットプレスにより
製作しこれを用いて溶融炭酸塩燃料電池積層体を構成し
たが、電解質保持体であるＬｉＡ１０□。
製作しこれを用いて溶融炭酸塩燃料電池積層体を構成し
たが、電解質保持体であるＬｉＡ１０□。
ＢＮ含有ＢａＴｌ０． 又は、ＢＮ含有ＢａＢ１５ｒ
ＴｉＯ，と電解質であるＬｉ、Ｃｏ、、 Ｎａ、Ｃｏ、
、 Ｋ、Ｃｏ、粉末を混合復電極間にはさみ込み積層体
を構成後積層体全体を加圧しながら電流を流すことシニ
より電解質層形成と昇温起動を同時に行なえばホットプ
レスによる成形加工が省略できた上に、上記実施例と同
様の効果が得られる。
ＴｉＯ，と電解質であるＬｉ、Ｃｏ、、 Ｎａ、Ｃｏ、
、 Ｋ、Ｃｏ、粉末を混合復電極間にはさみ込み積層体
を構成後積層体全体を加圧しながら電流を流すことシニ
より電解質層形成と昇温起動を同時に行なえばホットプ
レスによる成形加工が省略できた上に、上記実施例と同
様の効果が得られる。
第１図は本発明に係る燃料電池の昇温起動を説明する為
に示した接続図、第２図は本発明に係る燃料電池の昇温
状態を示す特性図である。 １・・・溶融炭酸塩燃料電池積層体 ２・・・電池エンドプレート ３・・・電池電流取り出し端 ４・・・電流供給線 ５・・・外部電源 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
に示した接続図、第２図は本発明に係る燃料電池の昇温
状態を示す特性図である。 １・・・溶融炭酸塩燃料電池積層体 ２・・・電池エンドプレート ３・・・電池電流取り出し端 ４・・・電流供給線 ５・・・外部電源 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
Claims (3)
- （１） 溶融炭酸塩燃料電池電解質タイルに窒化硼素
を含有せるチタン酸バリウム系半導体を混入させ、外部
電源により電解質タイルの電子伝導抵抗損によるジュー
ル熱ｊ二より電解質タイルの転移温１９′まで急速加熱
を行い、転移濡す以降緩やかな加熱を行うことを特徴と
する溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式。 - （２） チタン酸バリウム系半導体がチタン酸バリウ
ムであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式。 - （３） チタン酸バリウム系半導体がＢａ Ｂ ＋
８ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57011846A JPS58129784A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57011846A JPS58129784A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129784A true JPS58129784A (ja) | 1983-08-02 |
Family
ID=11789079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57011846A Pending JPS58129784A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129784A (ja) |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP57011846A patent/JPS58129784A/ja active Pending
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