JPS59203371A - 溶融塩燃料電池 - Google Patents
溶融塩燃料電池Info
- Publication number
- JPS59203371A JPS59203371A JP58078489A JP7848983A JPS59203371A JP S59203371 A JPS59203371 A JP S59203371A JP 58078489 A JP58078489 A JP 58078489A JP 7848983 A JP7848983 A JP 7848983A JP S59203371 A JPS59203371 A JP S59203371A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- holder
- holding body
- fuel cell
- molten salt
- 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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Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、電解質保持体を改良した溶融塩燃料電池に関
する。
する。
従来例の構成とその問題点
電解質体の電解質を保持する電解質保持体は、従来大き
く分けて２つの種類がある。一つは焼結式保持体で、も
う一つはペースト式保持体である。
く分けて２つの種類がある。一つは焼結式保持体で、も
う一つはペースト式保持体である。
前者の焼結式保持体は、酸化アルミニウム、アルミン酸
リチウム、酸化マグネシウムなどの物質の微小粒子粉体
を成型して焼結した多孔体に溶融状態で電解質とな９う
る炭酸リチウムや炭酸ナトリウムなどの塩を含浸させた
ものである。また後者のペースト式保持体は、前記酸化
アルミニウムなどの保持体物質の微小粒子粉体と塩の微
小粒子粉体との混合物を塩の融点近傍の温度でプレス成
型したものであり、したがって、塩の融点より十分高い
電池の運転温度ではペースト状になっている。
リチウム、酸化マグネシウムなどの物質の微小粒子粉体
を成型して焼結した多孔体に溶融状態で電解質とな９う
る炭酸リチウムや炭酸ナトリウムなどの塩を含浸させた
ものである。また後者のペースト式保持体は、前記酸化
アルミニウムなどの保持体物質の微小粒子粉体と塩の微
小粒子粉体との混合物を塩の融点近傍の温度でプレス成
型したものであり、したがって、塩の融点より十分高い
電池の運転温度ではペースト状になっている。
従来、焼結式保持体では電池運転中に、保持体内の不均
一な温度分布や力学的歪みに起因するひび割れが生じ、
その結果陰極側の燃料ガスと陽極側の酸化性ガスが混合
し、出力低下の原因となっていた。これを避ける為には
、保持体の力学的熱的強度を更に大きくしなければなら
ないが、そうすると多孔度が小さくなり、その結果、溶
融塩を―み込ませた時の電解質保持体の電導度が低下す
る。
一な温度分布や力学的歪みに起因するひび割れが生じ、
その結果陰極側の燃料ガスと陽極側の酸化性ガスが混合
し、出力低下の原因となっていた。これを避ける為には
、保持体の力学的熱的強度を更に大きくしなければなら
ないが、そうすると多孔度が小さくなり、その結果、溶
融塩を―み込ませた時の電解質保持体の電導度が低下す
る。
一方、ペースト式保持体においても、高い電導性を得る
ためにはその溶融塩の割合を大きくしなければならない
が、他方運転状態でペースト状にある電解質保持体の粘
度が低下し、長時間の運転中に電池系外へ押し出される
。これを克服することが、電池の長寿命化の大きなポイ
ントの一つとなっている。
ためにはその溶融塩の割合を大きくしなければならない
が、他方運転状態でペースト状にある電解質保持体の粘
度が低下し、長時間の運転中に電池系外へ押し出される
。これを克服することが、電池の長寿命化の大きなポイ
ントの一つとなっている。
発明の目的
本発明は、上記のような従来例に対して、電解質体の電
導度を高く保ちながら、同時に強度、粘度を大きくする
ことによって、長寿命、高性能の電解質体を得ることを
目的とする。
導度を高く保ちながら、同時に強度、粘度を大きくする
ことによって、長寿命、高性能の電解質体を得ることを
目的とする。
発明の構成
本発明は従来の保持体の構成材料粒子の上に、補強用の
同じ材料から成る繊維を混入するものであり、焼結式保
持体においては、これら混入した繊維は構成粒子と焼結
し、更に繊維同士が焼結して固く結びつくことによって
強度を高める。またペースト式保持体では、長い繊維状
物質が入ることによってペーストの流動性を抑えること
ができる。
同じ材料から成る繊維を混入するものであり、焼結式保
持体においては、これら混入した繊維は構成粒子と焼結
し、更に繊維同士が焼結して固く結びつくことによって
強度を高める。またペースト式保持体では、長い繊維状
物質が入ることによってペーストの流動性を抑えること
ができる。
実施例の説明
第１図に溶融炭酸塩燃料電池の構成を示した。
電解質保持体１を中心に空気極２と燃料極３がサンドイ
ンチ状に在り、ガス流通室７中の集電体４゜６を介して
セルマウント６が電池本体を構成して第２図は酸化アル
ミニウムを焼結させた電解質保持体１に溶融塩として炭
酸リチウムと炭酸カリウムの混合塩を含浸させた焼結式
保持体の断面を拡大して表したものである。８は酸化ア
ルミニウム粒子であり、酸化アルミニウムからできた繊
維９と絡みあっている状態がわかる。またこれら繊維自
体も互いに焼結している部分がある。１０はそれらの保
持体中を満たす溶融塩電解質である。
ンチ状に在り、ガス流通室７中の集電体４゜６を介して
セルマウント６が電池本体を構成して第２図は酸化アル
ミニウムを焼結させた電解質保持体１に溶融塩として炭
酸リチウムと炭酸カリウムの混合塩を含浸させた焼結式
保持体の断面を拡大して表したものである。８は酸化ア
ルミニウム粒子であり、酸化アルミニウムからできた繊
維９と絡みあっている状態がわかる。またこれら繊維自
体も互いに焼結している部分がある。１０はそれらの保
持体中を満たす溶融塩電解質である。
酸化アルミニウム粉末（粒径１μｍ〜５μｍ）に対し、
酸化アルミニウム繊維（長さ０．５■〜６謳）を重量比
２０係加えて混合する。更に結着剤としてポリビニルブ
チラールを重量比で４％となるようにエタノール等の有
機溶媒で希釈して加え練合する。この混合物を約１００
ｋｒ／ｃＪでプレス成型し乾燥した後、約１２００’Ｃ
で２時間焼結する。最後に電解質である混合炭酸溶融塩
に浸して、この保持体中の空孔に炭酸塩を含浸する。
酸化アルミニウム繊維（長さ０．５■〜６謳）を重量比
２０係加えて混合する。更に結着剤としてポリビニルブ
チラールを重量比で４％となるようにエタノール等の有
機溶媒で希釈して加え練合する。この混合物を約１００
ｋｒ／ｃＪでプレス成型し乾燥した後、約１２００’Ｃ
で２時間焼結する。最後に電解質である混合炭酸溶融塩
に浸して、この保持体中の空孔に炭酸塩を含浸する。
上述の方法によって得られた電解質保持体の性能を、従
来のものと比較してみる。保持体の性能の指標を、保持
体全部を電解質で置き換えた時に比べて電導度が何倍に
なっているかで表わすことにする。第３図には、その電
導度指標と多孔度の関係を、従来の酸化アルミニウム粉
末（粒径１μｍ〜５μｍ）のみから製造した電解質保持
体のものと比べて表したものである。その際、温度は６
５０°Ｃで一定とした。また第４図は、多孔度と抗折力
との関係を両者について比較したものである。図中Ｂは
従来のものを、Ａは本発明によるものを表している。こ
れらを比較すると、酸化アルミニウム繊維を従来の酸化
アルミニウム粉末に混入することによって、電導度は高
く保ったま寸で抗折力を飛躍的に向上できることがわか
る。
来のものと比較してみる。保持体の性能の指標を、保持
体全部を電解質で置き換えた時に比べて電導度が何倍に
なっているかで表わすことにする。第３図には、その電
導度指標と多孔度の関係を、従来の酸化アルミニウム粉
末（粒径１μｍ〜５μｍ）のみから製造した電解質保持
体のものと比べて表したものである。その際、温度は６
５０°Ｃで一定とした。また第４図は、多孔度と抗折力
との関係を両者について比較したものである。図中Ｂは
従来のものを、Ａは本発明によるものを表している。こ
れらを比較すると、酸化アルミニウム繊維を従来の酸化
アルミニウム粉末に混入することによって、電導度は高
く保ったま寸で抗折力を飛躍的に向上できることがわか
る。
次にペースト式保持体について、具体的に説明する。ｙ
Ｖ式保持体の場合と同様の条件で酸化アルミニウムの粉
末と繊維を混合し、この混合物に体積比で２０％〜６０
Ｑ炭酸塩（Ｌ１２ＣＯ３：に２Ｃｏ３＝２：３）を添加
し混合する。この混合物についても、焼結式保持体の場
合と同様に炭酸塩体積比と電導変相）炭酸塩体積比と粘
度の関係を、酸化アルミニウム粉末（粒径１μｍ〜５μ
ｍ）のみから調整した炭酸塩との混合物と６５０−Ｃに
おいて比較した。第５図には炭酸塩体積比と電導変相を
Ｂ′としている。これらを比べるとペースト式保持体に
おいても、繊維状酸化アルミニウムの添加によって、電
導度を維持しながら粘度を著しく改善できることがわか
る。
Ｖ式保持体の場合と同様の条件で酸化アルミニウムの粉
末と繊維を混合し、この混合物に体積比で２０％〜６０
Ｑ炭酸塩（Ｌ１２ＣＯ３：に２Ｃｏ３＝２：３）を添加
し混合する。この混合物についても、焼結式保持体の場
合と同様に炭酸塩体積比と電導変相）炭酸塩体積比と粘
度の関係を、酸化アルミニウム粉末（粒径１μｍ〜５μ
ｍ）のみから調整した炭酸塩との混合物と６５０−Ｃに
おいて比較した。第５図には炭酸塩体積比と電導変相を
Ｂ′としている。これらを比べるとペースト式保持体に
おいても、繊維状酸化アルミニウムの添加によって、電
導度を維持しながら粘度を著しく改善できることがわか
る。
なお、上記実施例において、焼結式保持体とペースト式
保持体とについて述べてきたことは、保持体材料として
は酸化アルミニウムを例にとったが、これはアルミン酸
リチウムなどの他の保持体材料についても同様に考えら
れる。また粒子と繊維が必すしも四−材料である必要も
ない。また炭酸塩に限らず水酸化物等の塩であってもよ
い。
保持体とについて述べてきたことは、保持体材料として
は酸化アルミニウムを例にとったが、これはアルミン酸
リチウムなどの他の保持体材料についても同様に考えら
れる。また粒子と繊維が必すしも四−材料である必要も
ない。また炭酸塩に限らず水酸化物等の塩であってもよ
い。
発明の効果
以上のように本発明は電解質体の電導度を高く維持しな
がら、焼結式保持体においては抗折力をペースト式保持
体においては粘度を飛躍的に改善できるので、性能同士
および保持体の薄型化にょる製造コストダウン、さらに
は電池の長寿命化をはかることができる。
がら、焼結式保持体においては抗折力をペースト式保持
体においては粘度を飛躍的に改善できるので、性能同士
および保持体の薄型化にょる製造コストダウン、さらに
は電池の長寿命化をはかることができる。
第１図は溶融炭酸塩型燃料電池の構成を表した模式図、
第２図は本発明の一実施例である焼結式電解質保持体の
断面拡大図、第３図および第４図は焼結式保持体におい
て、多孔度に対する電導度指標及び抗折力の関係を従来
のものと比較する図、第５図および第６図はペースト式
保持体において炭酸塩体積比に対する電導変相標、粘度
の関係を従来のものと比較する図である。 １・・・・・・電解質体、２・・・・・空気極、３・・
・・・・燃料極、４．５・・・・・・集電体、６・・・
・・・セルマウント、７・・・・ガス流通室、８・・・
・・・酸化アルミニウム粒子、９・・・・・酸化アルミ
ニウム繊維、１ｏ・・・・・混合炭酸溶融塩。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ＠３図 汐 Ｊ乙グ艷 （−／−） 第４図 汐孔崖（匍 第５図 メ辻戸−しｔ七ｂ４４（積ＹヒＣ灼 第６図 友醗１掻体槓隙別
第２図は本発明の一実施例である焼結式電解質保持体の
断面拡大図、第３図および第４図は焼結式保持体におい
て、多孔度に対する電導度指標及び抗折力の関係を従来
のものと比較する図、第５図および第６図はペースト式
保持体において炭酸塩体積比に対する電導変相標、粘度
の関係を従来のものと比較する図である。 １・・・・・・電解質体、２・・・・・空気極、３・・
・・・・燃料極、４．５・・・・・・集電体、６・・・
・・・セルマウント、７・・・・ガス流通室、８・・・
・・・酸化アルミニウム粒子、９・・・・・酸化アルミ
ニウム繊維、１ｏ・・・・・混合炭酸溶融塩。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ＠３図 汐 Ｊ乙グ艷 （−／−） 第４図 汐孔崖（匍 第５図 メ辻戸−しｔ七ｂ４４（積ＹヒＣ灼 第６図 友醗１掻体槓隙別
Claims (1)
- 電池運転状態において安定な不導電性物質からなる微細
繊維と、微小粒子とを構成要素とする電解質保持体を有
する溶融塩燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078489A JPS59203371A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 溶融塩燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078489A JPS59203371A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 溶融塩燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59203371A true JPS59203371A (ja) | 1984-11-17 |
Family
ID=13663385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58078489A Pending JPS59203371A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 溶融塩燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59203371A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56102083A (en) * | 1980-01-18 | 1981-08-15 | Hitachi Ltd | Molten-carbonate fuel cell |
-
1983
- 1983-05-04 JP JP58078489A patent/JPS59203371A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56102083A (en) * | 1980-01-18 | 1981-08-15 | Hitachi Ltd | Molten-carbonate fuel cell |
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