JPS6014769A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPS6014769A JPS6014769A JP58124316A JP12431683A JPS6014769A JP S6014769 A JPS6014769 A JP S6014769A JP 58124316 A JP58124316 A JP 58124316A JP 12431683 A JP12431683 A JP 12431683A JP S6014769 A JPS6014769 A JP S6014769A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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-
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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】
この発明は、燃料電池に関するものであり、とりわけ、
溶融炭酸塩を電解質とする燃料電池に関するものである
。
溶融炭酸塩を電解質とする燃料電池に関するものである
。
の集電板／は第２図に示したごとく、ガス流路として多
数の貫通孔６を備えたもので、一般には溶融塩に対する
耐食性を考慮して、ニッケル金属が用いられ、７〜２話
の厚みをもっている。燃料側電極コはニッケル金属粉を
主成分とする焼結体からなる多孔質な電極である。電解
質層３はＬｉＡ１０□を主成分とする多孔質構造体にＬ
１□ＣＯ３，に２Ｃ０３などの炭酸塩を混入させたもの
からなっている。
数の貫通孔６を備えたもので、一般には溶融塩に対する
耐食性を考慮して、ニッケル金属が用いられ、７〜２話
の厚みをもっている。燃料側電極コはニッケル金属粉を
主成分とする焼結体からなる多孔質な電極である。電解
質層３はＬｉＡ１０□を主成分とする多孔質構造体にＬ
１□ＣＯ３，に２Ｃ０３などの炭酸塩を混入させたもの
からなっている。
酸化剤側電極ダは燃料側電極コと同様に多孔質な構造を
もっている。この酸化剤側電極ダはＮ１焼結体を用いる
場合とＮｉＯ焼結体を用いる場合があるが、いずれにし
ろ電池の動作状態ではＮｉＯにわずかＬｉイオンが加わ
ったＮｉｏ Ｑ、ｉ＋）となっている。酸化剤側電極ｑ
の集電板ｊは燃料側電極の集 ゛電板／と同様の構造を
もつステンレス製のものである。なお、集電板ｌおよび
Ｓの貫通孔６の形状は円である必要はないが、一般には
直径ｌ〜３陥の円孔になっている。
もっている。この酸化剤側電極ダはＮ１焼結体を用いる
場合とＮｉＯ焼結体を用いる場合があるが、いずれにし
ろ電池の動作状態ではＮｉＯにわずかＬｉイオンが加わ
ったＮｉｏ Ｑ、ｉ＋）となっている。酸化剤側電極ｑ
の集電板ｊは燃料側電極の集 ゛電板／と同様の構造を
もつステンレス製のものである。なお、集電板ｌおよび
Ｓの貫通孔６の形状は円である必要はないが、一般には
直径ｌ〜３陥の円孔になっている。
次に、この種の溶融炭酸塩形燃料電池の動作について説
明する。燃料電池は周知のとと＜Ｈ２などの燃料ガスと
空気などの酸化剤ガスとの電気化学的な反応によって直
接電気として取り出すものである。この種の電気化学反
応を有効に行なわせるために、一般には多孔質な電極が
用いられる。
明する。燃料電池は周知のとと＜Ｈ２などの燃料ガスと
空気などの酸化剤ガスとの電気化学的な反応によって直
接電気として取り出すものである。この種の電気化学反
応を有効に行なわせるために、一般には多孔質な電極が
用いられる。
燃料側電極コおよび酸化剤側電極ダにおける反応は、次
のとおりである。
のとおりである。
（燃料（１１！Ｉ ） Ｈ２＋ Ｃｏ３−＞ Ｈ２ｔ］
−Ｃｏ２＋、ｚｅ （１）一 （酸化剤側）Ｃｏ２＋−２０□＋コｅ−＋Ｃ０３（２）
つまり、燃料側電極λにおいて燃料、Ｈ２が電解質層３
中のＣ０１−と反応して水とＣＯ□と電子を生成し、酸
化剤側電極すにおいてはＣＯ２と酸化剤ｏ２および一 外部負荷を通って流れてきた電子が反応してＣｏ３を生
成し、電解質層３の中へ溶解することによって電池反応
が進行する−０ これを第１図を用いて説明する。まず、燃料ガスは集電
板／まで流され、ここで集電板ｌの貫通孔６を通って燃
料側電極−へ運ばれる。この燃料側電極−の微細な孔の
中で、上記（１）式の反応が進行する。一方、酸化剤側
においても、集電板Ｓの貫通孔６より供給された酸化剤
ガスは（２）式に従って反応する。
−Ｃｏ２＋、ｚｅ （１）一 （酸化剤側）Ｃｏ２＋−２０□＋コｅ−＋Ｃ０３（２）
つまり、燃料側電極λにおいて燃料、Ｈ２が電解質層３
中のＣ０１−と反応して水とＣＯ□と電子を生成し、酸
化剤側電極すにおいてはＣＯ２と酸化剤ｏ２および一 外部負荷を通って流れてきた電子が反応してＣｏ３を生
成し、電解質層３の中へ溶解することによって電池反応
が進行する−０ これを第１図を用いて説明する。まず、燃料ガスは集電
板／まで流され、ここで集電板ｌの貫通孔６を通って燃
料側電極−へ運ばれる。この燃料側電極−の微細な孔の
中で、上記（１）式の反応が進行する。一方、酸化剤側
においても、集電板Ｓの貫通孔６より供給された酸化剤
ガスは（２）式に従って反応する。
従来の燃料電池は以上のように構成されていたので、集
電板より電極へガスを供給する際、反応ガスを均一に供
給することが困難であり、また、機械的強度を保つため
には／〜、２ｍ程度のかなり厚い板を用いる必要がある
などの欠点があった。
電板より電極へガスを供給する際、反応ガスを均一に供
給することが困難であり、また、機械的強度を保つため
には／〜、２ｍ程度のかなり厚い板を用いる必要がある
などの欠点があった。
さらに、この種の燃料電池の電極として重要な微細孔の
孔径の制御を粉末焼結技術だけで行なうため所望の多孔
性を得るのが難がしいという欠点もあった。
孔径の制御を粉末焼結技術だけで行なうため所望の多孔
性を得るのが難がしいという欠点もあった。
この発明は、以上のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、集電板として繊維状の金属マッ
トを用いることにより、機械的強度罠富み、燃料ガスも
均一に供給しうる集電板を備えた燃料電池を提供するこ
とを目的とするものである。
ためになされたもので、集電板として繊維状の金属マッ
トを用いることにより、機械的強度罠富み、燃料ガスも
均一に供給しうる集電板を備えた燃料電池を提供するこ
とを目的とするものである。
また、この発明の目的は、ニッケル、ステンレススチー
ルマタハニッケルにクロム、コバルトナどを加えた繊維
状の金属マットでなる集電板を備えた燃料電池を提供す
ることである。
ルマタハニッケルにクロム、コバルトナどを加えた繊維
状の金属マットでなる集電板を備えた燃料電池を提供す
ることである。
以下、この発明を実施例について説明する。まず、線径
１０〜ｌθθμｍ、長さ１Ａ−ｌθ陀の範囲にある繊維
状金属を用意する。この繊維状金属は丸棒から削り出す
などの方法で得ることができる。
１０〜ｌθθμｍ、長さ１Ａ−ｌθ陀の範囲にある繊維
状金属を用意する。この繊維状金属は丸棒から削り出す
などの方法で得ることができる。
次に有機溶媒又は水溶液の中へ所定の量の繊維状金属を
入れ、均一に分散するよう充分攪拌する。
入れ、均一に分散するよう充分攪拌する。
このときの溶液にはメチルセルロースやポリビニルアル
コールのような有機系バインダを添加すると、繊維状金
属が均一分散し易い。ついでこの溶液を静置するか、ま
たは紙、布などで漉くがして繊維状金属のマットを作る
。出来上がったものは紙のような形状をもつ。以上の工
程はいわゆる和紙などを作るときに用いられる紙漉き技
術の応用によっても容易に達成できる。かくして得られ
た繊維状金属マットをｇｏｏ〜／１００℃で加熱するこ
とにより、繊維状金属の小片が互い焼結され多孔質かつ
機械的強度の強いマットが形成される。
コールのような有機系バインダを添加すると、繊維状金
属が均一分散し易い。ついでこの溶液を静置するか、ま
たは紙、布などで漉くがして繊維状金属のマットを作る
。出来上がったものは紙のような形状をもつ。以上の工
程はいわゆる和紙などを作るときに用いられる紙漉き技
術の応用によっても容易に達成できる。かくして得られ
た繊維状金属マットをｇｏｏ〜／１００℃で加熱するこ
とにより、繊維状金属の小片が互い焼結され多孔質かつ
機械的強度の強いマットが形成される。
この焼結後の多孔性金属マットを集電板として用いると
、ガス供給の均一な燃料電池が得られる。
、ガス供給の均一な燃料電池が得られる。
次に、いくつかの実施例をさらに詳細に説明する。
実施例 ／
まず、線径Ｊ Ｏ〜！； ０１ｔ１ｒＬ、長さ／ 〜！
ｒ ｍの繊維状ニラケルコθｇｒを用意する。次に／チ
メチルセルローズ２１を用意し、この中ヘニツケル繊維
を入れたのち充分に撹拌する。ついで、この溶液を底面
積約’ｌ００ｃｒ＆の容器へ移し、静置する。こののち
、上澄み液を捨て沈殿物を乾燥する。充分乾燥した後、
約ｌθｋｙ ／ ｃｄの圧力で加圧した。その後、グθ
Ｏ℃で３０分加熱することにより、メチルセルローズを
分解除去する。さらに水素雰囲気中で、１０００℃、７
５分加熱し、ニッケル繊維同志の焼結をはかった。得ら
れた繊維状ニッケルマットは膜厚的０． ＩＩ ｖ＋ｍ
であった。第３図は−その断面拡大図を示し、繊維状ニ
ッケルマツドアは繊維状ニッケル？ａの焼結体で構成さ
れる。
ｒ ｍの繊維状ニラケルコθｇｒを用意する。次に／チ
メチルセルローズ２１を用意し、この中ヘニツケル繊維
を入れたのち充分に撹拌する。ついで、この溶液を底面
積約’ｌ００ｃｒ＆の容器へ移し、静置する。こののち
、上澄み液を捨て沈殿物を乾燥する。充分乾燥した後、
約ｌθｋｙ ／ ｃｄの圧力で加圧した。その後、グθ
Ｏ℃で３０分加熱することにより、メチルセルローズを
分解除去する。さらに水素雰囲気中で、１０００℃、７
５分加熱し、ニッケル繊維同志の焼結をはかった。得ら
れた繊維状ニッケルマットは膜厚的０． ＩＩ ｖ＋ｍ
であった。第３図は−その断面拡大図を示し、繊維状ニ
ッケルマツドアは繊維状ニッケル？ａの焼結体で構成さ
れる。
ここで得られた繊維状ニッケル７ａの多孔質膜でなる金
属マットを燃料側電極の集電板釦用いて燃料電池を組み
立てると、燃料ガスの電極への均一な拡散がはかれる。
属マットを燃料側電極の集電板釦用いて燃料電池を組み
立てると、燃料ガスの電極への均一な拡散がはかれる。
実施例 コ
線径３０〜ＳＯμｍ、長さｌ〜３朋の繊維状ニッケル、
１０ｇｒとニッケル／ｇｒを用意する。これをｌチポリ
ビニルアルコール水溶液ｓｏｍｌに入れ充分攪拌したの
ち、マイラーフィルムなどの基板上に引き延ばす。充分
乾燥した後、得られたフィルムを基板フィルムからはが
し、約ｔｏｋｇ／ｃｄの圧力で加圧する。ついで、ダθ
θ℃で３０分加熱することにより、ポリビニルアルコー
ルを分解除去スる。こののち、水素雰囲気下でｑｏｏ℃
、ｉｏ分加熱し、焼結する。ここで得られた繊維状ニッ
ケルマツ）／？の断面拡大図を第９図に示ず。繊維状ニ
ッケルマット／７は繊維状ニッケルクａとニッケル粉末
７ｂで構成される。図かられかるようにニッケル粉末７
ｂは繊維状ニッケル７ａ同志を結びつける役割をはだし
又いる。これを燃料側の集電板に用いるのは実施例／と
同様である。
１０ｇｒとニッケル／ｇｒを用意する。これをｌチポリ
ビニルアルコール水溶液ｓｏｍｌに入れ充分攪拌したの
ち、マイラーフィルムなどの基板上に引き延ばす。充分
乾燥した後、得られたフィルムを基板フィルムからはが
し、約ｔｏｋｇ／ｃｄの圧力で加圧する。ついで、ダθ
θ℃で３０分加熱することにより、ポリビニルアルコー
ルを分解除去スる。こののち、水素雰囲気下でｑｏｏ℃
、ｉｏ分加熱し、焼結する。ここで得られた繊維状ニッ
ケルマツ）／？の断面拡大図を第９図に示ず。繊維状ニ
ッケルマット／７は繊維状ニッケルクａとニッケル粉末
７ｂで構成される。図かられかるようにニッケル粉末７
ｂは繊維状ニッケル７ａ同志を結びつける役割をはだし
又いる。これを燃料側の集電板に用いるのは実施例／と
同様である。
なお、金属マットの金朽成分は、ニッケルｇ。
〜ｌθθチ、クロムθ〜２０％、コバルトθ〜−〇−の
成分の範囲のもので好適な結果を得ることができた。
成分の範囲のもので好適な結果を得ることができた。
また、上記の実施例では、繊維状ニッケルマットを燃料
側の集電板に用いる場合について説明したが、ステンレ
スマット等の他の金属マットも同様の方法で得られる。
側の集電板に用いる場合について説明したが、ステンレ
スマット等の他の金属マットも同様の方法で得られる。
特にステンレスマットは耐食性にすぐれ℃いるため、酸
化剤側電極の集電板に用いた場合、上記実施例と同様の
効果を奏する。
化剤側電極の集電板に用いた場合、上記実施例と同様の
効果を奏する。
この場合のステンレス側斜としては、ステンレスＪ１０
．．ｊ／ｌ、、３コｌのいずれかが好適である。
．．ｊ／ｌ、、３コｌのいずれかが好適である。
以上のように、この発明によれは、集電板を繊維状金属
の焼結体でなる金属マットで構成することにより、反応
ガスを均一に供給し、電池の薄型化などが得られる効果
がある・
の焼結体でなる金属マットで構成することにより、反応
ガスを均一に供給し、電池の薄型化などが得られる効果
がある・
第１図は従来の溶融炭酸塩形燃料電池の分解側面図、第
一図はその集電板のｆＩｌ視図、第３図はこの発明の一
実施例の要部拡大断面図、第ψ図は同じく他の実施例の
要部拡大断面図である。 ｌ・・燃料側電極の集電板、コ・・燃料側電極、３・・
電解質層、Ｓ・・酸化剤側電極の集電板、６・・貫通孔
、７．／７・・繊維状ニッケルマット、７ａ・・繊維状
ニッケル、７ｂ・・ニッケル粉末。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 ｙｆ）１図 幣２図
一図はその集電板のｆＩｌ視図、第３図はこの発明の一
実施例の要部拡大断面図、第ψ図は同じく他の実施例の
要部拡大断面図である。 ｌ・・燃料側電極の集電板、コ・・燃料側電極、３・・
電解質層、Ｓ・・酸化剤側電極の集電板、６・・貫通孔
、７．／７・・繊維状ニッケルマット、７ａ・・繊維状
ニッケル、７ｂ・・ニッケル粉末。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 ｙｆ）１図 幣２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 電解質層な挟む燃料側電極と酸化剤側電極にお
いて、繊維状金属の焼結体でなる多孔性の金属マットで
形成された前記集電板を備えてなることを特徴とする燃
料電池。 （λ）繊維状金属が線径１ｏ−ｉｏθμｍ、長さｌ〜／
θ闘の範囲のものである特許請求の範囲第１項に記載の
燃料電池。 （３）繊維状金属の成分がニッケル１０−１００％、ク
ロム０Ｓ−２０％、コバルトθ〜２０％の範囲のもので
ある特許請求の範囲第１項記載の燃料電池。 （４’） ニッケル粉末を加えて金属マットを形成した
特許請求の範囲第３項記載の燃料電池・。 （、ｌｔ） 繊維状金属がステンレススチールでなる特
許請求の範囲第１項記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124316A JPS6014769A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124316A JPS6014769A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014769A true JPS6014769A (ja) | 1985-01-25 |
| JPH0527230B2 JPH0527230B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=14882308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58124316A Granted JPS6014769A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014769A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63102171A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| WO1998052241A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Loughborough University Innovations Limited | Current distributors of sintered metals and fuel cells using them |
| WO2002005374A1 (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Ab Volvo | Gas distributor for fuel cells |
| JP2003031240A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Kemitsukusu:Kk | 小型固体高分子型燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
-
1983
- 1983-07-06 JP JP58124316A patent/JPS6014769A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63102171A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| WO1998052241A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Loughborough University Innovations Limited | Current distributors of sintered metals and fuel cells using them |
| WO2002005374A1 (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Ab Volvo | Gas distributor for fuel cells |
| JP2003031240A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Kemitsukusu:Kk | 小型固体高分子型燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527230B2 (ja) | 1993-04-20 |
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