JPS6012670A - 溶融炭酸塩燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池Info
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- JPS6012670A JPS6012670A JP58119740A JP11974083A JPS6012670A JP S6012670 A JPS6012670 A JP S6012670A JP 58119740 A JP58119740 A JP 58119740A JP 11974083 A JP11974083 A JP 11974083A JP S6012670 A JPS6012670 A JP S6012670A
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- electrode
- fuel cell
- fuel
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- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
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- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
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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
本発明は水素、−酸化炭素などを燃料とし、酸素、空気
、炭酸ガスなどを酸化剤として、溶融塩を電解質とする
高温発電型の燃料電池に関する。
、炭酸ガスなどを酸化剤として、溶融塩を電解質とする
高温発電型の燃料電池に関する。
従来例の構成とその問題点
一般に、溶融塩燃料電池は電解質として高温下でもイオ
ンの移動が可能である溶融塩たとえば− Ｃ０３の導電性を有する炭酸塩などが用いられている。
ンの移動が可能である溶融塩たとえば− Ｃ０３の導電性を有する炭酸塩などが用いられている。
そして燃料として水素、酸化剤として空気中の酸素を用
いて、つぎに示す反応を行なわせる燃料電池を構成する
。
いて、つぎに示す反応を行なわせる燃料電池を構成する
。
燃料極側： Ｈ２＋ｃｏｊ−−Ｈ２０＋ＣＯ２＋２ｅ−
酸化剤極側：％０２＋ＣＯ２＋２ｅ−−ＣＯヱー上記反
応式から明らかなように燃料極側では水素が電解質のＣ
ｏ孟−と反応して消費され、反応生成物として水と炭酸
ガスとができる。一方酸化剤側では酸素と炭酸ガスは電
解質へＣｏニーの形になって消費される。ここで燃料極
側で生成した炭酸ガスは酸化剤極に供給され、そこで消
費されるので全体的にはＨ２＋３Ａｏ２の反応式となり
、水素と酸素から水が生成する。電解質中ではＣｏＭ−
イオンの移動のみであり、炭酸ガスは物質収支上関与し
ないことになる。したがって、Ｃ０１−を有する電解質
を通して、電極間で電流を取り出すことになっている。
酸化剤極側：％０２＋ＣＯ２＋２ｅ−−ＣＯヱー上記反
応式から明らかなように燃料極側では水素が電解質のＣ
ｏ孟−と反応して消費され、反応生成物として水と炭酸
ガスとができる。一方酸化剤側では酸素と炭酸ガスは電
解質へＣｏニーの形になって消費される。ここで燃料極
側で生成した炭酸ガスは酸化剤極に供給され、そこで消
費されるので全体的にはＨ２＋３Ａｏ２の反応式となり
、水素と酸素から水が生成する。電解質中ではＣｏＭ−
イオンの移動のみであり、炭酸ガスは物質収支上関与し
ないことになる。したがって、Ｃ０１−を有する電解質
を通して、電極間で電流を取り出すことになっている。
従来は、集電体などにはステンレス鋼（酸化剤側）やニ
ッケル（燃料側）をそのまま使用していた。したがって
、空気中の酸素などによって著しく、酸化され、しかも
電解質による腐食から、酸化性皮膜を形成し、大きな抵
抗を形成する要因となっていた。この酸化物の抵抗が大
きいために、高電流密度による発電を継続すると電圧性
能が悪くなる問題点を有している。
ッケル（燃料側）をそのまま使用していた。したがって
、空気中の酸素などによって著しく、酸化され、しかも
電解質による腐食から、酸化性皮膜を形成し、大きな抵
抗を形成する要因となっていた。この酸化物の抵抗が大
きいために、高電流密度による発電を継続すると電圧性
能が悪くなる問題点を有している。
発明の目的
そこで本発明はリチウムを含む金属酸化物は高温時の抵
抗が低く、しかも耐熱、耐酸化、耐食性に優れている点
に着目して、この金属酸化物を利用して、上記問題点を
解消した。すなわち、還元性ガスを燃料とし、酸化性ガ
スを酸化剤として、溶融塩を電解質とする高温発電型の
燃料電池において、前記燃料電池を構成する各部材間の
接触抵抗の減少を図るために、電解質を挾持している酸
化剤極と燃料極の背面で接する両電極の集電体（兼スペ
ーサ）の表面および前記集電体（兼スペーサ）と両電極
ガス室内で接触する部分の表面にリチウムを含む導電性
の金属の複合酸化物からなる皮膜層を形成させ、燃料電
池内部で発生する抵抗を減少させ、高電流密度で発電を
継続しても性能の低下がないようにして高性能な燃料電
池を得ることを目的とする。
抗が低く、しかも耐熱、耐酸化、耐食性に優れている点
に着目して、この金属酸化物を利用して、上記問題点を
解消した。すなわち、還元性ガスを燃料とし、酸化性ガ
スを酸化剤として、溶融塩を電解質とする高温発電型の
燃料電池において、前記燃料電池を構成する各部材間の
接触抵抗の減少を図るために、電解質を挾持している酸
化剤極と燃料極の背面で接する両電極の集電体（兼スペ
ーサ）の表面および前記集電体（兼スペーサ）と両電極
ガス室内で接触する部分の表面にリチウムを含む導電性
の金属の複合酸化物からなる皮膜層を形成させ、燃料電
池内部で発生する抵抗を減少させ、高電流密度で発電を
継続しても性能の低下がないようにして高性能な燃料電
池を得ることを目的とする。
発明の構成
電解質を含む電解質保持体を挾持して酸化剤極と燃料極
があり、酸化剤極と端板間に集電体（兼スペーサ）を、
燃料極と端板間に集電体（兼スペーサ）を各々配置し、
集電体（兼スペーサ）の表面にリチウムを含む複合酸化
物の皮膜層を形成させ、導電性と通気性があるように多
孔体としである。
があり、酸化剤極と端板間に集電体（兼スペーサ）を、
燃料極と端板間に集電体（兼スペーサ）を各々配置し、
集電体（兼スペーサ）の表面にリチウムを含む複合酸化
物の皮膜層を形成させ、導電性と通気性があるように多
孔体としである。
実施例の説明
第１図は溶融炭酸塩燃料電池の構成を示すものであり、
１は酸化剤極２と燃料極３で挾持される電解質保持体で
ある。酸化剤極２と燃料極３と端板６，７間には各々集
電体（兼スペーサ）４あるいは６が挾持されている。
１は酸化剤極２と燃料極３で挾持される電解質保持体で
ある。酸化剤極２と燃料極３と端板６，７間には各々集
電体（兼スペーサ）４あるいは６が挾持されている。
集電体４および６は第２図（イ）に示すように通算性の
ある多孔体となっており、さらに（ロ）に示すように表
面にリチウムと導電性金属の複合酸化物の皮膜層８を形
成している。
ある多孔体となっており、さらに（ロ）に示すように表
面にリチウムと導電性金属の複合酸化物の皮膜層８を形
成している。
第３図は端板６あるいは７の一例を示すものでありガス
室用となっている。９はガスの供給口であり、端板内部
には凹凸部１０を設け、この凸部の表面で集電体の表面
と接触するので、この間の接触抵抗が高くならないよう
に集電体と接する面又はその周囲に前記の金属酸化物の
皮膜層を形成している。
室用となっている。９はガスの供給口であり、端板内部
には凹凸部１０を設け、この凸部の表面で集電体の表面
と接触するので、この間の接触抵抗が高くならないよう
に集電体と接する面又はその周囲に前記の金属酸化物の
皮膜層を形成している。
つぎに本発明の実施例についてさらに詳細に説明する。
壕ず、酸化剤電極はニッケルの酸化物ＮｉＯを主成分と
し、これに電導性を高めるためリチウムを添加した。そ
してＬｉＮｉ０系の焼結多孔体を酸化剤電極として用い
た。燃料極にはニッケル焼結多孔体を用いた。いずれも
公知の方法で製造した。電極の大きさは４０ＭＸ５０；
厚さ各々０．８ｗＬとした。
し、これに電導性を高めるためリチウムを添加した。そ
してＬｉＮｉ０系の焼結多孔体を酸化剤電極として用い
た。燃料極にはニッケル焼結多孔体を用いた。いずれも
公知の方法で製造した。電極の大きさは４０ＭＸ５０；
厚さ各々０．８ｗＬとした。
溶融塩としては６２モル％Ｌｉ２Ｃｏ３，３８モルチ。
Ｋ２ＣＯ３の混合物で、この混合物ｅｏｗ％に対してに
接触抵抗が大きくならないように、リチウムを含むニッ
ケル酸化物粉末をペースト状にして、集電体の表面と集
電体と接触する端板内側に塗布し、乾燥した後、熱処理
を処錠して密着性をよくした。
接触抵抗が大きくならないように、リチウムを含むニッ
ケル酸化物粉末をペースト状にして、集電体の表面と集
電体と接触する端板内側に塗布し、乾燥した後、熱処理
を処錠して密着性をよくした。
従来型と比較するために、リチウムを含むニッケル酸化
物の皮膜を形成しないで、他の条件は全く同じにして燃
料電池を構成し、性能試験を行なった。試験条件として
は、温度二〇５０°Ｃ９酸化剤＝３０％炭酸ガスを含む
空気、燃料：純粋な水素ガスとした。初期電圧、３００
時間、６００時間後の電圧を比較して調べた。、電流密
度１００ ｍａ／ ｃｒ＆発電時の結果を表に示す。
物の皮膜を形成しないで、他の条件は全く同じにして燃
料電池を構成し、性能試験を行なった。試験条件として
は、温度二〇５０°Ｃ９酸化剤＝３０％炭酸ガスを含む
空気、燃料：純粋な水素ガスとした。初期電圧、３００
時間、６００時間後の電圧を比較して調べた。、電流密
度１００ ｍａ／ ｃｒ＆発電時の結果を表に示す。
以下余白
表から明らかな様に、従来例は集電体の表面が高温酸化
されたり、一部腐食したりして抵抗の大きい酸化皮膜を
形成し、電極との接触面で電圧ドロップを発生し、燃料
電池の性能が徐々に低下している。どれに対して、実施
例は集電体の表面に導電性、耐熱性、耐食性に優れたリ
チウム・ニッケル複合酸化物の皮膜を形成させているの
で、電極との接触面での抵抗は大きくならず、燃料電池
の性能を低下させることなく発電することができた。
されたり、一部腐食したりして抵抗の大きい酸化皮膜を
形成し、電極との接触面で電圧ドロップを発生し、燃料
電池の性能が徐々に低下している。どれに対して、実施
例は集電体の表面に導電性、耐熱性、耐食性に優れたリ
チウム・ニッケル複合酸化物の皮膜を形成させているの
で、電極との接触面での抵抗は大きくならず、燃料電池
の性能を低下させることなく発電することができた。
上記実施例では集電体としてパンチングメタルを用いた
がネットの様な形状でもよい。またリチウムの相手とし
てニッケルを用いたが、コバルト。
がネットの様な形状でもよい。またリチウムの相手とし
てニッケルを用いたが、コバルト。
鉄のような金属でもよい。抵抗が小さくなる複合酸化物
が望ましい。また実施例では単電池であるが積層電池の
場合でも同様な操作を行ない、接触抵抗を小さくするこ
とができる。
が望ましい。また実施例では単電池であるが積層電池の
場合でも同様な操作を行ない、接触抵抗を小さくするこ
とができる。
発明の効果
導電性、耐熱性、耐食性に優れたリチウム−金属複合酸
化物の皮膜層を集電体表面などに形成させることにより
、集電体と電極面の抵抗を小さくし、長時間、性能低下
の少ない燃料電池を提供することができる。
化物の皮膜層を集電体表面などに形成させることにより
、集電体と電極面の抵抗を小さくし、長時間、性能低下
の少ない燃料電池を提供することができる。
第１図は溶融塩燃料電池の分解図、第２図は本発明の一
実施例の溶融炭酸塩燃料電池における集電体（兼スペー
ザ）の外観斜視図と側面図、第３図は端板の内部構造を
示す図である。 １・・・・・・電解質保持体、２・・・・・・酸化剤極
、３・・・・・・燃料極、４，５・・・・・・集電体、
６，７・・・・・・端板、８・・・・・・複合酸化物の
皮膜層、９・・・・・・ガス供給口、１０・・・・・・
凹凸部。
実施例の溶融炭酸塩燃料電池における集電体（兼スペー
ザ）の外観斜視図と側面図、第３図は端板の内部構造を
示す図である。 １・・・・・・電解質保持体、２・・・・・・酸化剤極
、３・・・・・・燃料極、４，５・・・・・・集電体、
６，７・・・・・・端板、８・・・・・・複合酸化物の
皮膜層、９・・・・・・ガス供給口、１０・・・・・・
凹凸部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１ン 還元性ガスを燃料とし、酸化性ガスを酸化剤と
して、溶融炭酸塩を電解質とし、前記電解質を挾持して
いる酸化剤極と燃料極の背面で接する両電極の集電体（
兼スペーサ）の表面および前記集電体（兼スペーサ）と
両電極ガス室内で接触する部分の表面にリチウムを含む
導電性の金属の複合酸化物からなる皮膜層を形成させた
ことを特徴とする溶融炭酸塩燃料電池。 （２）複合酸化物が、ニッケル、鉄、コバルトの少なく
とも一種とリチウムを成分とす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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119740A JPS6012670A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119740A JPS6012670A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6012670A true JPS6012670A (ja) | 1985-01-23 |
| JPH0550104B2 JPH0550104B2 (ja) | 1993-07-28 |
Family
ID=14768953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58119740A Granted JPS6012670A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012670A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112669A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| KR20190092873A (ko) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 한국과학기술연구원 | 고체산화물 연료전지용 공기극 집전체 및 이를 이용한 공기극 집전 방법 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58119740A patent/JPS6012670A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112669A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| KR20190092873A (ko) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 한국과학기술연구원 | 고체산화물 연료전지용 공기극 집전체 및 이를 이용한 공기극 집전 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0550104B2 (ja) | 1993-07-28 |
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