JPS58129785A - 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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- JPS58129785A JPS58129785A JP57011847A JP1184782A JPS58129785A JP S58129785 A JPS58129785 A JP S58129785A JP 57011847 A JP57011847 A JP 57011847A JP 1184782 A JP1184782 A JP 1184782A JP S58129785 A JPS58129785 A JP S58129785A
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- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
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- H01M2300/0051—Carbonates
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- 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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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は浴融炭酸塩燃料電池積層体の起動方式３式％
〔従来技術とその問題点〕
従来、浴融炭酸塩燃料電池積層体の昇温起動には燃料ガ
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（二より燃料電池積層体を昇温させる方法、燃料電
池積層体外部に加熱源を設け、熱伝導（二よジ昇温δせ
る方法（例えば燃料電池積層体エンドプレートに棒状ヒ
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。
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（二より燃料電池積層体を昇温させる方法、燃料電
池積層体外部に加熱源を設け、熱伝導（二よジ昇温δせ
る方法（例えば燃料電池積層体エンドプレートに棒状ヒ
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。
前者の方法では燃料電池積層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効率が悪く昇温（二長時間かか
る。また、後者の方法では燃料電池外部からの熱伝導（
二依存しているため（燃料′磁北エンドプレート（二加
熱ヒーターを埋設した場合は燃料電池積層体上下方向か
ら中央部への熱伝導）やはり加熱効率が悪く昇温に長時
間かかる。
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効率が悪く昇温（二長時間かか
る。また、後者の方法では燃料電池外部からの熱伝導（
二依存しているため（燃料′磁北エンドプレート（二加
熱ヒーターを埋設した場合は燃料電池積層体上下方向か
ら中央部への熱伝導）やはり加熱効率が悪く昇温に長時
間かかる。
さら（−１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ｊ輪体内部の温度分布の不
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。
時間が長くなるだけでなく積ｊ輪体内部の温度分布の不
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。
本発明は、従来技術の問題点（二鑑み、溶融炭酸塩燃料
電池槓鉢体の昇温起動を短時間にかつ積層体内部より均
一（＝加熱するための起動方式を提供すること（二ある
。
電池槓鉢体の昇温起動を短時間にかつ積層体内部より均
一（＝加熱するための起動方式を提供すること（二ある
。
本発明は、溶融炭酸塩燃料電池電解質保持体（例えばＬ
ｉＡｌ０２）表面（−１燃料′電池作動温度（６５０〜
７００°Ｃ）近傍で溶融する金属を０．０１〜０，１μ
ｍの厚さで被覆した保持体粒末と、金属を被覆をしてい
ない粉末と電解質（例えばＬｉ２ＣＯ３＋Ｎａ２ＣＯ３
＋１（２Ｃｏ、 ） とを混合し面積抵抗がｌΩＣ浦
〜１００Ωｄ（＝なるよう（−調製された゛電解質タイ
ルを使用し該燃粒奄池昇温起動時に外部電源（二より通
電し電解質保持体の電子抵抗損によるジュール熱（二よ
シ該燃料電池積層体を短時間、かつ均一に作動温度に昇
温ぜせる溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式である。
ｉＡｌ０２）表面（−１燃料′電池作動温度（６５０〜
７００°Ｃ）近傍で溶融する金属を０．０１〜０，１μ
ｍの厚さで被覆した保持体粒末と、金属を被覆をしてい
ない粉末と電解質（例えばＬｉ２ＣＯ３＋Ｎａ２ＣＯ３
＋１（２Ｃｏ、 ） とを混合し面積抵抗がｌΩＣ浦
〜１００Ωｄ（＝なるよう（−調製された゛電解質タイ
ルを使用し該燃粒奄池昇温起動時に外部電源（二より通
電し電解質保持体の電子抵抗損によるジュール熱（二よ
シ該燃料電池積層体を短時間、かつ均一に作動温度に昇
温ぜせる溶融炭酸塩燃料電池積層体起動方式である。
〔発明の効果」
本発明により、従来、加熱もれた供給ガスまたは外部加
熱ヒーター（二よる加熱（二より行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短縮し、
かつ燃料′重性積層体内部の不均一な温度分７１ワが減
少し、均一加熱が達成もれる。
熱ヒーター（二よる加熱（二より行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短縮し、
かつ燃料′重性積層体内部の不均一な温度分７１ワが減
少し、均一加熱が達成もれる。
以下不発明の実施例を図面にしたがって述べる。
（実施例）
電解質保持体の土原料でめるＬｉＡ、ｇ０２粉末平均粒
径５μｍを、’１７４ 融アルミニウム中で処理し０．
０１〜０１μ’８にのアルミニウム層をＬｉＡｌ０２粒
子衣面（二形成する。これをアルミニウムｌ銅被覆のな
いＬｉ ｋ１０２粉末中（二〇、１皿量％混合した。さ
らに電解質としてＬｉｚＣＯｓ ： Ｋ２ＣＯ３”’
６２ ： ３８の混合物を′屯解鎖抹灼不（二対して電
解質タイルの［ｎ■積低抵抗１０Ω・Ｃｒ／１ｍ度とな
るように混合した。この混合物を、ホットプレスにより
成形加工し通常の方法により’に’ｔ％＋ セパレータ
ープレート、エンドプレート。
径５μｍを、’１７４ 融アルミニウム中で処理し０．
０１〜０１μ’８にのアルミニウム層をＬｉＡｌ０２粒
子衣面（二形成する。これをアルミニウムｌ銅被覆のな
いＬｉ ｋ１０２粉末中（二〇、１皿量％混合した。さ
らに電解質としてＬｉｚＣＯｓ ： Ｋ２ＣＯ３”’
６２ ： ３８の混合物を′屯解鎖抹灼不（二対して電
解質タイルの［ｎ■積低抵抗１０Ω・Ｃｒ／１ｍ度とな
るように混合した。この混合物を、ホットプレスにより
成形加工し通常の方法により’に’ｔ％＋ セパレータ
ープレート、エンドプレート。
マニホールドと組み合わせて溶融炭酸塩燃料電池積層体
を組み立てた。
を組み立てた。
第１図に不発明（′″−係る昇温起動時の溶融炭酸塩燃
料電池電池の概略構成を示す。燃料砥池稙励体１の上、
下面のエンドプレート２に設けられた燃Ｒ重性電流取り
出し端子３に耐熱被＆ ＋、π線４により外部電源５を
接続した。燃料電池起動時（二外部電源５により １１
０ ｍＡ／７の交流電流を通電し２７°０から燃料電池
の作動温度である６５０°ａｔで昇温した。
料電池電池の概略構成を示す。燃料砥池稙励体１の上、
下面のエンドプレート２に設けられた燃Ｒ重性電流取り
出し端子３に耐熱被＆ ＋、π線４により外部電源５を
接続した。燃料電池起動時（二外部電源５により １１
０ ｍＡ／７の交流電流を通電し２７°０から燃料電池
の作動温度である６５０°ａｔで昇温した。
この際の燃料電池積層体中央部の温度と時間との関係を
第２図に本発明の曲線をＡ、従来例の曲線をＢ、Ｃ，Ｄ
として示す。従来例１は、約７００°Ｏ（−加熱された
供給ガス（二よる昇温で曲線Ｂで示し、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
加熱用ヒーター）による昇温で曲線Ｃで示し、従来例３
は両者併用の場合の昇温で曲１１ Ｄで示しである。い
づれも温度は燃料′紙池積層体中央部で測定した。第２
図に示したよう（二溶融炭酸塩燃料′嘔池の作動温度で
ある６５０〜７００°Ｃまで昇温するのに従来例１では
約１４時間、従来例２では約１１時間、従来例３では約
９時間を擬していた。また特に従来例２の外部ヒーター
による加熱では電解質タイルへの局部加熱によりクラッ
ク等の不具合が発生していた。本発明では溶融炭酸塩燃
料電池の作動温度（６５０℃〜７００℃）まで起動から
約２時間で昇温出来た。電解質保持体に被覆したアルミ
ニウム層は約６６０℃で溶融するため燃料電池の短絡現
象は生じない。また積層体内部の温度分布は、従来例１
では±５℃であったが従来例２および従来例３では外部
からの部分的な加熱のため±４０゛Ｃ程度になった。特
に昇温時（二は毛らに温度分布が拡がり±７０’Ｏ程度
になる。
第２図に本発明の曲線をＡ、従来例の曲線をＢ、Ｃ，Ｄ
として示す。従来例１は、約７００°Ｏ（−加熱された
供給ガス（二よる昇温で曲線Ｂで示し、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
加熱用ヒーター）による昇温で曲線Ｃで示し、従来例３
は両者併用の場合の昇温で曲１１ Ｄで示しである。い
づれも温度は燃料′紙池積層体中央部で測定した。第２
図に示したよう（二溶融炭酸塩燃料′嘔池の作動温度で
ある６５０〜７００°Ｃまで昇温するのに従来例１では
約１４時間、従来例２では約１１時間、従来例３では約
９時間を擬していた。また特に従来例２の外部ヒーター
による加熱では電解質タイルへの局部加熱によりクラッ
ク等の不具合が発生していた。本発明では溶融炭酸塩燃
料電池の作動温度（６５０℃〜７００℃）まで起動から
約２時間で昇温出来た。電解質保持体に被覆したアルミ
ニウム層は約６６０℃で溶融するため燃料電池の短絡現
象は生じない。また積層体内部の温度分布は、従来例１
では±５℃であったが従来例２および従来例３では外部
からの部分的な加熱のため±４０゛Ｃ程度になった。特
に昇温時（二は毛らに温度分布が拡がり±７０’Ｏ程度
になる。
本発明では積層体内部からの加熱のため、温度分布を±
２０ ’Ｑ以内での均一加熱が可能となシ、このため電
解質タイルの不均一温度分布（−よる応力集中等が減少
しクラック等の不具合発生が改善された。
２０ ’Ｑ以内での均一加熱が可能となシ、このため電
解質タイルの不均一温度分布（−よる応力集中等が減少
しクラック等の不具合発生が改善された。
（変形例）
上記実施例のアルミニウム被覆の代９に、溶融炭酸塩燃
料電池の作動温度（６５０〜７００℃）で溶融しない住
属例えばＢａを被覆した電解η保持体を用いて実施例と
同様に溶融炭酸塩燃料電池を組み立てた。ただし、該燃
料電池起動時既でもＢａの溶融は生じないため、燃料電
池の短絡現象を防止するため、電解質タイルの面積抵抗
を約１０００ｄとした。これを実施例と同様（′″、、
昇温がその時の昇温状態は第２図に曲線Ｅとして示した
ように起動から作動温度までは従来例２とほぼ同じ１１
時間を要したが、作動温度でＢａが＃融しないため繰り
返し昇温か円部の均一な温度分布のもとじ実現出来た。
料電池の作動温度（６５０〜７００℃）で溶融しない住
属例えばＢａを被覆した電解η保持体を用いて実施例と
同様に溶融炭酸塩燃料電池を組み立てた。ただし、該燃
料電池起動時既でもＢａの溶融は生じないため、燃料電
池の短絡現象を防止するため、電解質タイルの面積抵抗
を約１０００ｄとした。これを実施例と同様（′″、、
昇温がその時の昇温状態は第２図に曲線Ｅとして示した
ように起動から作動温度までは従来例２とほぼ同じ１１
時間を要したが、作動温度でＢａが＃融しないため繰り
返し昇温か円部の均一な温度分布のもとじ実現出来た。
第１図は本発明に係る燃料電池積層体の起動方法を説明
するために示す接続図、第２図は本発明に係る積層体の
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・・・燃料電池エンドプレート ３・・・燃料電池電流取り出し端子 ４・・・耐熱被接電線 ５・・・外部電源 代理人 ｙＰ理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第
１ 図 ム
するために示す接続図、第２図は本発明に係る積層体の
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・・・燃料電池エンドプレート ３・・・燃料電池電流取り出し端子 ４・・・耐熱被接電線 ５・・・外部電源 代理人 ｙＰ理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第
１ 図 ム
Claims (1)
- 浴融炭酸塩燃料電池作動温度近傍で浴融する金属を、電
解質保持体表面に０．（＞１〜０，１μｍｎの厚さで被
覆した該燃料電池電Ｍ質保持体粉末と前記金属を被覆し
ていない電解質保持体粉末と溶融炭酸塩電解質とを混合
し、面積抵抗が１ΩＣｔπ〜１００Ωｃｔｌｌとした該
燃料電池電解質タイルを用いた燃料′電池積ｊ一体に外
部電源を接続し、これにより電解質タイルの電子伝導抵
抗損（二よるジュール熱を発生させ該燃料電池積層体を
作動温度に昇温させる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 |
|---|---|---|---|
| JP57011847A JPS58129785A (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 |
|---|---|---|---|
| JP57011847A JPS58129785A (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 |
|---|---|
| JPS58129785A true JPS58129785A (ja) | 1983-08-02 |
Family
ID=11789107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57011847A Pending JPS58129785A (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) | JPS58129785A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075404A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Kyocera Corp | 固体電解質型燃料電池セルおよびその発電方法 |
| JP2008533675A (ja) * | 2005-03-18 | 2008-08-21 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 燃料電池または燃料電池スタックを加熱する装置および方法 |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP57011847A patent/JPS58129785A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075404A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Kyocera Corp | 固体電解質型燃料電池セルおよびその発電方法 |
| JP4688263B2 (ja) * | 2000-08-30 | 2011-05-25 | 京セラ株式会社 | 固体電解質形燃料電池セルおよびその起動方法 |
| JP2008533675A (ja) * | 2005-03-18 | 2008-08-21 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 燃料電池または燃料電池スタックを加熱する装置および方法 |
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