JPS603870A - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
- Publication number
- JPS603870A JPS603870A JP58110126A JP11012683A JPS603870A JP S603870 A JPS603870 A JP S603870A JP 58110126 A JP58110126 A JP 58110126A JP 11012683 A JP11012683 A JP 11012683A JP S603870 A JPS603870 A JP S603870A
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- JP
- Japan
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- electrolyte
- lithium titanate
- molten carbonate
- holding material
- fuel cell
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池に係り、特に電解質の
保持材の改良に関する。
保持材の改良に関する。
従来、水素のように酸化され易い力スと、酸素のように
酸化力のあるガスとを電気化学的プロセスを経て反応さ
せることにより直流電力を得るようにした燃料電池が広
く知られている。
酸化力のあるガスとを電気化学的プロセスを経て反応さ
せることにより直流電力を得るようにした燃料電池が広
く知られている。
この燃料電池は使用する電解質によって、りん酸塩型、
溶融炭酸塩型、固体電解質型等に分類融炭酸塩型の燃料
電池の主要部は、粉末状の保持材に溶融炭酸塩からなる
電解質を含浸させてなる電解質層を２枚の電極板の間に
介在させて構成されている。上記保持材としては、通常
、帆七鯖の酸化マグネシウム、アルミナ、アルミン酸す
ヂウム等が使用されているが、このような保持材にあっ
ては、以下のような問題があった。
溶融炭酸塩型、固体電解質型等に分類融炭酸塩型の燃料
電池の主要部は、粉末状の保持材に溶融炭酸塩からなる
電解質を含浸させてなる電解質層を２枚の電極板の間に
介在させて構成されている。上記保持材としては、通常
、帆七鯖の酸化マグネシウム、アルミナ、アルミン酸す
ヂウム等が使用されているが、このような保持材にあっ
ては、以下のような問題があった。
すなわち、酸化マグネシウムは溶融炭酸塩に溶解するの
で、長期間に亘って電解質保持力を維持するのが困難で
あり、また、アルミナおよびアルミン酸リチウムにあっ
ては、溶融炭酸塩中に含有する炭酸リチウムと粒成長反
応を起こし、やはり十分な電解質保持力を長期間維持す
ることが困難であった。
で、長期間に亘って電解質保持力を維持するのが困難で
あり、また、アルミナおよびアルミン酸リチウムにあっ
ては、溶融炭酸塩中に含有する炭酸リチウムと粒成長反
応を起こし、やはり十分な電解質保持力を長期間維持す
ることが困難であった。
さらに、上記の材料を保持材とする電解質層は機械的強
度にも劣り、燃料電池の運転停止に伴なう降温過程にお
いて電解質層に大きな割れが発生することがあった。こ
のような割れは再度昇温しても融着しないため、この割
れ部を通じて酸化剤ガスと燃料ガスとが混合され、水生
成反応を起こして供給ガスの有効利用が損なわｈること
になる。
度にも劣り、燃料電池の運転停止に伴なう降温過程にお
いて電解質層に大きな割れが発生することがあった。こ
のような割れは再度昇温しても融着しないため、この割
れ部を通じて酸化剤ガスと燃料ガスとが混合され、水生
成反応を起こして供給ガスの有効利用が損なわｈること
になる。
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、溶融炭酸塩の電解質を長期間に
亘って安定に保持し得、温度変化に対してもクラックを
生ずることがない、つまり耐熱サイクル性に優れた電解
質層を具備した溶融炭酸塩型燃料電池を提供することに
ある。
の目的とするところは、溶融炭酸塩の電解質を長期間に
亘って安定に保持し得、温度変化に対してもクラックを
生ずることがない、つまり耐熱サイクル性に優れた電解
質層を具備した溶融炭酸塩型燃料電池を提供することに
ある。
本発明は、電解質の主保持材として、溶融炭酸塩に対し
て物理的、化学的に安定なチタン酸リチウムを用いたこ
とを特徴としている。そして、チタン酸リチウムは、粉
末状、繊ＡｉｆｌＩ状あるいは粉末状と繊維状との組合
せで用いられている。
て物理的、化学的に安定なチタン酸リチウムを用いたこ
とを特徴としている。そして、チタン酸リチウムは、粉
末状、繊ＡｉｆｌＩ状あるいは粉末状と繊維状との組合
せで用いられている。
本発明によれば、電解質の主保持材であるチタン酸リチ
ウムが溶融炭酸塩の電解質に対して物理的、化学的な変
化を起こすことがない。こ−９ため、主保持材は長期間
に亘って安定した電 １解質保持力を維持することが可
能となる。
ウムが溶融炭酸塩の電解質に対して物理的、化学的な変
化を起こすことがない。こ−９ため、主保持材は長期間
に亘って安定した電 １解質保持力を維持することが可
能となる。
しかも、上記チタン酸リチウムは繊維状に形成可能であ
る。したがって、チタン酸リチウムの繊維または繊維と
粉末との混合物で電解質、を保持させることによって、
機械的強度に優れた電解質層が得られる。このため、温
度変化に伴なって、電解質層に応力が作用しても容易に
クラックが生ずることはない。
る。したがって、チタン酸リチウムの繊維または繊維と
粉末との混合物で電解質、を保持させることによって、
機械的強度に優れた電解質層が得られる。このため、温
度変化に伴なって、電解質層に応力が作用しても容易に
クラックが生ずることはない。
以下、本発明の実施例について詳述する。
実施例１
チタン酸リチウムの粉末４０９と、炭酸リチウム２８ｇ
および炭酸カリウム３２ｇからなる電解質とをボールミ
ルでｉＷ式混合した後、乾燥させ、４４０℃、３００１
ｃ９／ｃｎ＋２でボットノ０レスして、直径６０ｍｍ、
厚さ２．５ｔＰＴｎの電解質層を形成した。
および炭酸カリウム３２ｇからなる電解質とをボールミ
ルでｉＷ式混合した後、乾燥させ、４４０℃、３００１
ｃ９／ｃｎ＋２でボットノ０レスして、直径６０ｍｍ、
厚さ２．５ｔＰＴｎの電解質層を形成した。
しかして、上記の如く形成された電解質層を６５０℃の
高温中に３００時間放置した。その後、上記電ｈγ質板
の組成変化を調査した結果、変化は認められなかった。
高温中に３００時間放置した。その後、上記電ｈγ質板
の組成変化を調査した結果、変化は認められなかった。
このように、本実施例によれば、電解質の保−粒材にチ
タン酸リチウムを使用している。このチタン酸リチウム
は溶融炭酸塩に対して物理的、化学的に極めて安定であ
る。したがって、長期間に亘って、電解質保持力を安定
に維持できる。
タン酸リチウムを使用している。このチタン酸リチウム
は溶融炭酸塩に対して物理的、化学的に極めて安定であ
る。したがって、長期間に亘って、電解質保持力を安定
に維持できる。
実施例２
チタン酸リチウムの繊維４０ｇと、炭酸リチウム２８ｇ
および炭酸カリウム３２．！ｉＴからなる電解質とを湿
式混合した後、前記実施例と同様の工程にて直径６０ｔ
ｒｖｎ、厚さ２．２ ｍｓの電解質層を形成した。
および炭酸カリウム３２．！ｉＴからなる電解質とを湿
式混合した後、前記実施例と同様の工程にて直径６０ｔ
ｒｖｎ、厚さ２．２ ｍｓの電解質層を形成した。
しかして、本実施例に係る電解質層に対し、常温から使
用最高温度の範囲で５回の温度サイクルを加えた結果、
クラックは全く発生しなかったＯ したがって、この実施例のように繊維状のチタン酸リチ
ウムを用いれば前記実施例と同様の効果を奏することに
加え、保持材として繊維状のものを使用しているので、
機械的強度が大幅に向上する。この結果、温度変化に対
してもクラックが発生することがない。つまり耐熱サイ
クル性に優れた電解質層を提供できる。
用最高温度の範囲で５回の温度サイクルを加えた結果、
クラックは全く発生しなかったＯ したがって、この実施例のように繊維状のチタン酸リチ
ウムを用いれば前記実施例と同様の効果を奏することに
加え、保持材として繊維状のものを使用しているので、
機械的強度が大幅に向上する。この結果、温度変化に対
してもクラックが発生することがない。つまり耐熱サイ
クル性に優れた電解質層を提供できる。
実施例３
電解質の保持利にチタン酸リチウムの織細と粉末との混
合物をＨ４いた。前記実施例と同様の工程にて直径６０
ｍｍ、厚さ２．４ ｒｍの電解質層を形成したところ、
常温での抗折強度が４．２ ｋ、’ｉ’ ７ｍｍ２とな
り、前記第１の実施例に係るｎＭ質層の抗折強度３．５
ｋｇ／ａｍ２より０．７ ｋｇ／ｍｍ２の向上が確認さ
れた。
合物をＨ４いた。前記実施例と同様の工程にて直径６０
ｍｍ、厚さ２．４ ｒｍの電解質層を形成したところ、
常温での抗折強度が４．２ ｋ、’ｉ’ ７ｍｍ２とな
り、前記第１の実施例に係るｎＭ質層の抗折強度３．５
ｋｇ／ａｍ２より０．７ ｋｇ／ｍｍ２の向上が確認さ
れた。
なお、上記第１〜第３の実施例では電解質として、炭酸
リチウムと炭酸カルシウムとをモル比が６２：３８とな
る共融組成を用いたが、特にこれに限定されるものでは
ない。たとえば両者がモル比で４２．７：５７．３の共
融組成を用いてもよい。また、溶融炭酸塩に少量の酸化
ケイ素（５ｉ０２ ）、酸化マグネシウム等を添加して
、粘度調整を行なうようにしてもよい。
リチウムと炭酸カルシウムとをモル比が６２：３８とな
る共融組成を用いたが、特にこれに限定されるものでは
ない。たとえば両者がモル比で４２．７：５７．３の共
融組成を用いてもよい。また、溶融炭酸塩に少量の酸化
ケイ素（５ｉ０２ ）、酸化マグネシウム等を添加して
、粘度調整を行なうようにしてもよい。
Claims (4)
- （１） 溶融炭酸塩を電解質とする溶融炭酸塩型燃料電
池において、上記電解質を保持する主保持材がチタン酸
リチウムの粉末であることを特徴とする溶融炭酸塩型燃
料電池。 - （２） 上記チタン酸リチウムの主保持材け、電解質と
保持材との合成重量に対して２０〜７０重量％に設定さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載の溶融炭酸塩型燃料電池。 - （３）溶融炭酸塩を電解質とする溶融炭酸塩型燃料電池
において、上記丸角ず質を保持する主保持材が繊維状チ
タン酸リチウムあるいは繊維状チタン酸リチウムと粉末
状チタン酸リチウムとの混合物であることを特徴とする
溶融炭酸塩型燃料電池。 - （４） 上記主保持材は、電解質と保持材との合成重量
に対して２０〜７０重量％に設定されていることを特徴
とする特許請求の範囲第（３）項記載の溶融炭酸塩型燃
料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110126A JPS603870A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110126A JPS603870A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603870A true JPS603870A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14527683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58110126A Pending JPS603870A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603870A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58131662A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
-
1983
- 1983-06-21 JP JP58110126A patent/JPS603870A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58131662A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
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