JPS61203574A - 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレ−タ材 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池用セパレ−タ材Info
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- JPS61203574A JPS61203574A JP60042662A JP4266285A JPS61203574A JP S61203574 A JPS61203574 A JP S61203574A JP 60042662 A JP60042662 A JP 60042662A JP 4266285 A JP4266285 A JP 4266285A JP S61203574 A JPS61203574 A JP S61203574A
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- 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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0206—Metals or alloys
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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
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
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- H01M2300/00—Electrolytes
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- H01M2300/0051—Carbonates
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
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- H01M8/0206—Metals or alloys
- H01M8/0208—Alloys
- H01M8/021—Alloys based on iron
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- 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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- 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
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- 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
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
不発明は、溶融炭酸塩型燃料電池のセパレータに関する
ものである。
ものである。
近年、石油資源の枯渇及び価格の高騰に対処して、省エ
ネルギー機器の開発・研究が重要な問題となっている。
ネルギー機器の開発・研究が重要な問題となっている。
それに対し、ＬＮＧ及び石炭ガス金利用する溶融塩型燃
料電池は省エネルギー、石油代替エネルギーをめざすも
のであり、新エネルギー開発の一環をなす火力発電技術
である。第３図は溶融炭酸塩型燃料電池の基本構成図を
示す。
料電池は省エネルギー、石油代替エネルギーをめざすも
のであり、新エネルギー開発の一環をなす火力発電技術
である。第３図は溶融炭酸塩型燃料電池の基本構成図を
示す。
電池の構成は電解質１、電極のアノード２及びカンード
３、そして本発明が対象としているセパレータ４からな
っている。溶融塩型燃料電池は炭酸リチウム（ＬｌｘＣ
Ｏｓ）や炭酸カリウム（Ｋｚ Ｃｏｎ ）等のアルカリ
金属炭酸塩を電解質として、その融点以上の６００〜７
００Ｃの温度域で作動させる電池である。電池はアノー
ドに燃料でろる水素あるいは水素含有ガスを供給し、ガ
ンードに酸化剤である空気＋炭酸ガスを供給することに
よシ次式に示す電気化学的反応が進行して発電が行なわ
れるものである。
３、そして本発明が対象としているセパレータ４からな
っている。溶融塩型燃料電池は炭酸リチウム（ＬｌｘＣ
Ｏｓ）や炭酸カリウム（Ｋｚ Ｃｏｎ ）等のアルカリ
金属炭酸塩を電解質として、その融点以上の６００〜７
００Ｃの温度域で作動させる電池である。電池はアノー
ドに燃料でろる水素あるいは水素含有ガスを供給し、ガ
ンードに酸化剤である空気＋炭酸ガスを供給することに
よシ次式に示す電気化学的反応が進行して発電が行なわ
れるものである。
アノード（水素極）
２Ｈｚ＋２ＣＯ３−４２ＣＯｚ＋２ＨｚＯ＋４６−・・
・・・・・・・（１） カンード（空気極） Ｏｚ＋２ＣＯｉ＋４ｅ−→２ＣＯニー ””・・・（
２）（１） ＋ （２） ２ Ｈ２＋ Ｏｘ →２ Ｈａ Ｏ・・・−・・・（８
）セパレータ４は一枚の表裏面にガス流路の溝５が施さ
れその両側に還元性ガス及び酸化性ガスが供給されてい
る。そのためセパレータの腐食によシガスがクロスリー
クし重大事故になるおそれがある。また、セパレータは
装置の枠組を構成するだけでなく電極に接して果電の役
割も果しているだめ、セパレータが腐食すると、セパレ
ータと電極間の電気抵抗が増加し出力が低下して初期の
性能が得られなくなるという問題も生ずる。それに対し
、従来一般にオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵ８３
１６，５ＵＳ３１０ 等例えば富士時報５５（１９８
２）６００ ）でアノード側にＮ１コートしたものが使
用されていたが必ずしも耐食性が良好でなく高価である
。
・・・・・・・（１） カンード（空気極） Ｏｚ＋２ＣＯｉ＋４ｅ−→２ＣＯニー ””・・・（
２）（１） ＋ （２） ２ Ｈ２＋ Ｏｘ →２ Ｈａ Ｏ・・・−・・・（８
）セパレータ４は一枚の表裏面にガス流路の溝５が施さ
れその両側に還元性ガス及び酸化性ガスが供給されてい
る。そのためセパレータの腐食によシガスがクロスリー
クし重大事故になるおそれがある。また、セパレータは
装置の枠組を構成するだけでなく電極に接して果電の役
割も果しているだめ、セパレータが腐食すると、セパレ
ータと電極間の電気抵抗が増加し出力が低下して初期の
性能が得られなくなるという問題も生ずる。それに対し
、従来一般にオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵ８３
１６，５ＵＳ３１０ 等例えば富士時報５５（１９８
２）６００ ）でアノード側にＮ１コートしたものが使
用されていたが必ずしも耐食性が良好でなく高価である
。
本発明は、溶融炭酸塩特にＬ ｉｓ ＣＯ３Ｎ２ ＣＯ
３混合塩に対し還元性雰囲気において５ＵＳ３１６より
良好な耐食性を有し、安価な材料全提供することＫある
。
３混合塩に対し還元性雰囲気において５ＵＳ３１６より
良好な耐食性を有し、安価な材料全提供することＫある
。
本発明は高価なニッケル及びクロムのかわシに安価なマ
ンガンを多量に加え、炭素量を増やし、更に耐食性向上
の丸めにアルミニウムを加えた鉄基合金である。
ンガンを多量に加え、炭素量を増やし、更に耐食性向上
の丸めにアルミニウムを加えた鉄基合金である。
以下、本発明の実施例について述べる。第１図は本発明
材および比較材の化学組成を示す。腐食試験Ｈ４ｍＸ１
５ｓｍＸ２０Ｍ試験片にＬｉ２ｃＯｓ−３３ｍｏｔ％に
２ＣＯ３’ｔ”塗布し、６５０ｔ：’のＨｚ−２０％Ｃ
Ｏ２に３〜４ｃｃ／ｈの水蒸気（蒸発した水量）１−混
入させた雰囲気中で１００ｈ腐食した。試験後に試料金
属の炭酸塩を除去し、試験後の重量変化から試料の耐食
性を評価した。第２図はその結果を示したもので、現在
用いられている５ＵＳ３１６材よシ良い耐食性を示して
いる。
材および比較材の化学組成を示す。腐食試験Ｈ４ｍＸ１
５ｓｍＸ２０Ｍ試験片にＬｉ２ｃＯｓ−３３ｍｏｔ％に
２ＣＯ３’ｔ”塗布し、６５０ｔ：’のＨｚ−２０％Ｃ
Ｏ２に３〜４ｃｃ／ｈの水蒸気（蒸発した水量）１−混
入させた雰囲気中で１００ｈ腐食した。試験後に試料金
属の炭酸塩を除去し、試験後の重量変化から試料の耐食
性を評価した。第２図はその結果を示したもので、現在
用いられている５ＵＳ３１６材よシ良い耐食性を示して
いる。
以下、本発明における合金元素の限定理由について説明
する。なお以下に述べる％ｉｗｔ％である。炭素は重要
なオーステナイト生成元素でめシ、それが増加すればす
る程、他のオーステナイト生成元素を節約することがで
きるし、又オーステナイト鋼の強化元素としても有効で
ある。しかし、この炭素量が多過ぎると熱間加工性を阻
害したシ、被剛性も損われる等の事情から１％以下とす
る。
する。なお以下に述べる％ｉｗｔ％である。炭素は重要
なオーステナイト生成元素でめシ、それが増加すればす
る程、他のオーステナイト生成元素を節約することがで
きるし、又オーステナイト鋼の強化元素としても有効で
ある。しかし、この炭素量が多過ぎると熱間加工性を阻
害したシ、被剛性も損われる等の事情から１％以下とす
る。
また、マン力／はオーステナイト生成元素として他のも
のに比較して安価でめシコストの低下に有効な元素であ
シ、安定なオーステナイト鋼うるためＫは最低３０％程
度必要であるが多量に加えすぎると製造性を損われるこ
とから上限を４０％とした。アルミニウムに希土類元素
とともにすぐれた耐食性を得るために重要な元素である
。その効果を得るには２％以上必要であるが１３％以上
加えると加工、鋳造性に難点が生じることから１３％を
限度とした。
のに比較して安価でめシコストの低下に有効な元素であ
シ、安定なオーステナイト鋼うるためＫは最低３０％程
度必要であるが多量に加えすぎると製造性を損われるこ
とから上限を４０％とした。アルミニウムに希土類元素
とともにすぐれた耐食性を得るために重要な元素である
。その効果を得るには２％以上必要であるが１３％以上
加えると加工、鋳造性に難点が生じることから１３％を
限度とした。
以上の各元素は本発明における必須元素でアシ、以下の
各元素は任意成分であって、合金中にいずれか１種以上
龜加される。セシウム、イツトリウム、ランタン等の希
土類元素（）ＩＥＭ）等を加えるが、希土類元素の微量
添加は、木調のようにＡＬｔｌ−添加した鋼の割れを防
止するのに有効であるとともに、耐食性全改善できる。
各元素は任意成分であって、合金中にいずれか１種以上
龜加される。セシウム、イツトリウム、ランタン等の希
土類元素（）ＩＥＭ）等を加えるが、希土類元素の微量
添加は、木調のようにＡＬｔｌ−添加した鋼の割れを防
止するのに有効であるとともに、耐食性全改善できる。
このような効果を得るには希土類元素の１種以上を最低
０．０１０％を含有する必要がある。ただし、０．５％
以上金含有すると介在物が多量析出、素材の清浄上を損
なうため上限ｔｏ、５％とした。また、モリブテンは耐
食性を向上させる元素であるが３０％以下では効果が少
なく７％以上加えても効果がなく上限を７．０％とした
。
０．０１０％を含有する必要がある。ただし、０．５％
以上金含有すると介在物が多量析出、素材の清浄上を損
なうため上限ｔｏ、５％とした。また、モリブテンは耐
食性を向上させる元素であるが３０％以下では効果が少
なく７％以上加えても効果がなく上限を７．０％とした
。
このように本発明は、溶融炭酸塩特にＬｉｘＣＯｓＫｚ
ＣＯｓ 混合塩に対し還元性雰囲気において５ＵＳ３１
６よシ良好な耐食性を有し、安価な材料を提供できる効
果を有するものである。
ＣＯｓ 混合塩に対し還元性雰囲気において５ＵＳ３１
６よシ良好な耐食性を有し、安価な材料を提供できる効
果を有するものである。
第１図に本発明の溶融炭酸塩製燃料電池用セパレータ材
の実施例の比較材に対する化学組成比較図、第２図は第
１図の腐食比較説明図、第３図は従来の溶融炭酸塩製燃
料電池の構成図である。 １・・・電解質、２・・・７ノード、３・・・カノード
、４・・・セパレータ。 笛 ｌ 図 糖 ２ 口 ４准楢 量（市’Ｊ／ｃ−ｎす
の実施例の比較材に対する化学組成比較図、第２図は第
１図の腐食比較説明図、第３図は従来の溶融炭酸塩製燃
料電池の構成図である。 １・・・電解質、２・・・７ノード、３・・・カノード
、４・・・セパレータ。 笛 ｌ 図 糖 ２ 口 ４准楢 量（市’Ｊ／ｃ−ｎす
Claims (1)
- １、重量比にして炭素１．０％以下、マンガン３０〜４
０％、アルミニウム３〜１２％を含有し残部鉄からなる
オーステナイト系ステンレス鋼からなることを特徴とす
る溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータ材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042662A JPH06105614B2 (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレ−タ材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042662A JPH06105614B2 (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレ−タ材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61203574A true JPS61203574A (ja) | 1986-09-09 |
| JPH06105614B2 JPH06105614B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=12642222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60042662A Expired - Fee Related JPH06105614B2 (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレ−タ材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105614B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147663A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| NL1012823C2 (nl) * | 1999-08-13 | 2001-02-19 | Stichting Energie | Corrosiebestendige separatorplaat. |
-
1985
- 1985-03-06 JP JP60042662A patent/JPH06105614B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147663A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| NL1012823C2 (nl) * | 1999-08-13 | 2001-02-19 | Stichting Energie | Corrosiebestendige separatorplaat. |
| WO2001013450A2 (en) * | 1999-08-13 | 2001-02-22 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Corrosion resistant fuel cell separator plate |
| WO2001013450A3 (en) * | 1999-08-13 | 2001-08-23 | Robert Christiaan Makkus | Corrosion resistant fuel cell separator plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06105614B2 (ja) | 1994-12-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |