JPS61248364A - 溶融炭酸塩型燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池Info
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- JPS61248364A JPS61248364A JP60089541A JP8954185A JPS61248364A JP S61248364 A JPS61248364 A JP S61248364A JP 60089541 A JP60089541 A JP 60089541A JP 8954185 A JP8954185 A JP 8954185A JP S61248364 A JPS61248364 A JP S61248364A
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- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
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- 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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- Sustainable Energy (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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、アルカリ金属炭酸塩やアルカリ土類炭酸塩
を電解質に用いた溶融炭酸塩型燃料電池の改良に関する
。
を電解質に用いた溶融炭酸塩型燃料電池の改良に関する
。
Ｃ発明の技術的背景とその周題点）
近年、アルカリ炭酸塩を電解質として用いた溶融炭酸塩
型燃料電池の開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料
電池は、Ｈ２のみならずＣＯをも燃料として使用でき、
しかも高い排熱を利用できることから、高効率発電プラ
ントの発電ユニットとして早期開発が切望されている。
型燃料電池の開発が進められている。溶融炭酸塩型燃料
電池は、Ｈ２のみならずＣＯをも燃料として使用でき、
しかも高い排熱を利用できることから、高効率発電プラ
ントの発電ユニットとして早期開発が切望されている。
現在、開発が進められている溶融炭酸塩型燃料電池は、
一般に第３図に示すように、不活性の無機材料粒子とア
ルカリ炭酸塩の混合体からなる電解質層１の両側に耐食
性金属からなる多孔質電極板、即ちアノード２およびカ
ソード３を配して単位電池４を構成する。これら単位電
池４は各単位電池間の電気的な接続機能と各電極板への
反応ガスの通路を形成する機能とを備えたセパレータ５
を介して積層される。そして、アノード２側に燃料ガス
Ｐを、またカソード３側に酸化剤ガスＱをそれぞれ通流
させることによって、アノード側において、 Ｈ２＋ＣＯ３” −→ｃＯ２＋Ｈ２０＋２８・・・（１
） （ＧＯ＋Ｈ２０−）ＣＯ２＋Ｈ２） ・・・（′
２Ｊなる反応を、またカソード側において、１／２０２
＋ＣＯ２＋２８−＋ＣＯｓ ２−・・・（３ なる反応を生起せしめ、反応が進行することにより発電
が継続される。なお、（２式は、燃料として供給された
一酸化炭素が直接電極反応に供されるのではなく、転化
反応を経てアノードの活物質であるＨ２に転化した後、
電極反応に供されることを示したものである。
一般に第３図に示すように、不活性の無機材料粒子とア
ルカリ炭酸塩の混合体からなる電解質層１の両側に耐食
性金属からなる多孔質電極板、即ちアノード２およびカ
ソード３を配して単位電池４を構成する。これら単位電
池４は各単位電池間の電気的な接続機能と各電極板への
反応ガスの通路を形成する機能とを備えたセパレータ５
を介して積層される。そして、アノード２側に燃料ガス
Ｐを、またカソード３側に酸化剤ガスＱをそれぞれ通流
させることによって、アノード側において、 Ｈ２＋ＣＯ３” −→ｃＯ２＋Ｈ２０＋２８・・・（１
） （ＧＯ＋Ｈ２０−）ＣＯ２＋Ｈ２） ・・・（′
２Ｊなる反応を、またカソード側において、１／２０２
＋ＣＯ２＋２８−＋ＣＯｓ ２−・・・（３ なる反応を生起せしめ、反応が進行することにより発電
が継続される。なお、（２式は、燃料として供給された
一酸化炭素が直接電極反応に供されるのではなく、転化
反応を経てアノードの活物質であるＨ２に転化した後、
電極反応に供されることを示したものである。
ところで、燃料電池の高い信頼性を維持し、長寿命化を
図るには、電極反応が電極全面で均一に進行することが
必須の条件となる。ところが、従来のこの種の燃料電池
では、起電反応に供する反応ガスの供給に際しては、第
３図に示す直交流方式や、両ガスを同一の向きに流す図
示しない平行流方式あるいは逆向きに流す対向流方式を
採用しており、反応速度の解析結果によると、これらは
いずれも燃料ガス入口付近の発電電流密度が同出口付近
のそれに比べて２倍近くも大きくなってしまう。この為
、燃料入口側から１／３程度の部分に電力集中が生じ、
反応に伴う炭酸塩電解質の消耗などにも偏りを生じるう
え、オーム損で発生する熱分布も不均一になるため、多
数のセルを積層化した場合、長期間安定した発電を続け
ることが困難であった。
図るには、電極反応が電極全面で均一に進行することが
必須の条件となる。ところが、従来のこの種の燃料電池
では、起電反応に供する反応ガスの供給に際しては、第
３図に示す直交流方式や、両ガスを同一の向きに流す図
示しない平行流方式あるいは逆向きに流す対向流方式を
採用しており、反応速度の解析結果によると、これらは
いずれも燃料ガス入口付近の発電電流密度が同出口付近
のそれに比べて２倍近くも大きくなってしまう。この為
、燃料入口側から１／３程度の部分に電力集中が生じ、
反応に伴う炭酸塩電解質の消耗などにも偏りを生じるう
え、オーム損で発生する熱分布も不均一になるため、多
数のセルを積層化した場合、長期間安定した発電を続け
ることが困難であった。
本発明はこのような問題に基づきなされたれもので、電
極反応を電極面全体で均一に進行させることができ、以
て長期に亙っで安定した発電を維持させることができる
溶融炭酸塩型燃料電池を提供することにある。
極反応を電極面全体で均一に進行させることができ、以
て長期に亙っで安定した発電を維持させることができる
溶融炭酸塩型燃料電池を提供することにある。
本発明は、燃料ガスを経路の異なる２つの流路に流すこ
とによって燃料極における燃料ガスの均一化を図ったも
のである。
とによって燃料極における燃料ガスの均一化を図ったも
のである。
すなわち、本発明は、複数の単位電池とセパレータとを
交互に積層して燃料電池本体を構成し、上記セパレータ
の一方の面に燃料ガス流路を形成するとともに他方の面
に酸化剤ガス流路を形成した溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、前記燃料ガスを前記燃料電池本体の相対向する二
つの側面のそれぞれ近傍位置からこれらの中間位置に向
けて向流させ、かつ酸化剤ガスを前記燃料ガスの流れ方
向に対して直交する方向に流すようにしたことを特徴と
している。
交互に積層して燃料電池本体を構成し、上記セパレータ
の一方の面に燃料ガス流路を形成するとともに他方の面
に酸化剤ガス流路を形成した溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、前記燃料ガスを前記燃料電池本体の相対向する二
つの側面のそれぞれ近傍位置からこれらの中間位置に向
けて向流させ、かつ酸化剤ガスを前記燃料ガスの流れ方
向に対して直交する方向に流すようにしたことを特徴と
している。
本発明によれば、燃料ガスを燃料電池本体の側面近傍位
置から中央部に向けて分割して流すようにしているので
、発電電流密度が高くなる部位を従来に比べて分散させ
ることができる。つまり、電極面全体に亙って均一に反
応を生起させることができるので、炭酸塩電解質の消耗
も均一に進行し、熱分布も均一になり、結局、長期に亙
って安定した発電を維持させることができる。
置から中央部に向けて分割して流すようにしているので
、発電電流密度が高くなる部位を従来に比べて分散させ
ることができる。つまり、電極面全体に亙って均一に反
応を生起させることができるので、炭酸塩電解質の消耗
も均一に進行し、熱分布も均一になり、結局、長期に亙
って安定した発電を維持させることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。
る。
第１図において、燃料電池本体１１は、全体が長方形を
呈するように複数の単位電池１２をセパレータ素子１３
を介して複数積層して構成される。なお、以後、説明の
簡単のため、燃料電池本体１１の側面で後述するところ
の外部マニホールドが取付けられる一対の対向側面をＡ
、Ａ’面と定義し、その他の側面を８．Ｂ’面と定義す
る。
呈するように複数の単位電池１２をセパレータ素子１３
を介して複数積層して構成される。なお、以後、説明の
簡単のため、燃料電池本体１１の側面で後述するところ
の外部マニホールドが取付けられる一対の対向側面をＡ
、Ａ’面と定義し、その他の側面を８．Ｂ’面と定義す
る。
単位電池１２は、電解質板２１と、この電解質板２１の
下面に配置されたアノード板２２と、同上面に配置され
たカソード板２３とで構成される。
下面に配置されたアノード板２２と、同上面に配置され
たカソード板２３とで構成される。
電解質板２１は、例えばＬＥＡλ０２微粉末と、Ｋ２
ＣＯ３−Ｌ １２０３微粉末とを混合してホットプレス
によって長方形に形成してなるものであり、長手方向の
両端近傍位置に短辺方向に並ぶ燃料ガス導入用の複数の
孔２１ａ 、 ２１ｂを形成するとともに、同中央部に
短辺方向に並ぶ燃料ガス排出用の複数の孔２１ｃを形成
したものとなっている。
ＣＯ３−Ｌ １２０３微粉末とを混合してホットプレス
によって長方形に形成してなるものであり、長手方向の
両端近傍位置に短辺方向に並ぶ燃料ガス導入用の複数の
孔２１ａ 、 ２１ｂを形成するとともに、同中央部に
短辺方向に並ぶ燃料ガス排出用の複数の孔２１ｃを形成
したものとなっている。
アノード板２２は、例えば孔径３〜６譚、多孔度６０〜
８０％のニッケル合金多孔質体で形成されている。また
、カソード板２３は、たとえば孔径６〜１５−１多孔度
７０〜８０％のニッケル多孔質体で形成されている。こ
れら、アノード板２２およびカソード板２３は、それぞ
れ長方形に形成され、その中央部に前記電解質板２１の
中央の孔２１０に対応した短辺方向に並ぶ複数の孔２２
ｃ 、 ２３ｃを形成したものとなっている。また、ア
ノード板２２の長手方向の両端には、電解質板２１の両
端の孔２１ａ 、 ２１ｂに対応する位置に短辺方向に
並ぶ複数の孔２２ａ 、 ２２ｂが形成されている。一
方、カソード板２３は、前記電解質板２１の長手方向両
端の孔２１ａ 、 ２１ｂに達しない長さに形成されて
いる。
８０％のニッケル合金多孔質体で形成されている。また
、カソード板２３は、たとえば孔径６〜１５−１多孔度
７０〜８０％のニッケル多孔質体で形成されている。こ
れら、アノード板２２およびカソード板２３は、それぞ
れ長方形に形成され、その中央部に前記電解質板２１の
中央の孔２１０に対応した短辺方向に並ぶ複数の孔２２
ｃ 、 ２３ｃを形成したものとなっている。また、ア
ノード板２２の長手方向の両端には、電解質板２１の両
端の孔２１ａ 、 ２１ｂに対応する位置に短辺方向に
並ぶ複数の孔２２ａ 、 ２２ｂが形成されている。一
方、カソード板２３は、前記電解質板２１の長手方向両
端の孔２１ａ 、 ２１ｂに達しない長さに形成されて
いる。
セパレータ素子１３は、セパレータ板２４の上面に燃料
ガス通路形成板２５とパンチメタル２６とを配し、同下
面側に２枚の酸化剤ガス通路形成板２７およびパンチメ
タル２８を配して構成される。
ガス通路形成板２５とパンチメタル２６とを配し、同下
面側に２枚の酸化剤ガス通路形成板２７およびパンチメ
タル２８を配して構成される。
セパレータ板２４は、その上面周縁部に段部３０を有す
る突周壁３１を形成し、その下面の長手方向両端部に段
部３２を有する突条３３．３４を形成し、さらに同下面
中央位ｌ！に短辺方向に延びる突条３５を形成したもの
となっている。上記突周壁３１は、内部に形成される燃
料ガス導入空間Ｒを外部から密封する機能を有し、３つ
の突条３３〜３５は、酸化剤ガス流路となる短辺方向に
延びる２つの溝口を形成する。そして、上記３つの突条
３３〜３５には、それぞれ前記電解質板２１の多孔２１
ａ〜２１ｃに対応する位置に複数の孔２４ａ 、 ２４
ｂ 、 ２４ｃを形成したものとなっている。
る突周壁３１を形成し、その下面の長手方向両端部に段
部３２を有する突条３３．３４を形成し、さらに同下面
中央位ｌ！に短辺方向に延びる突条３５を形成したもの
となっている。上記突周壁３１は、内部に形成される燃
料ガス導入空間Ｒを外部から密封する機能を有し、３つ
の突条３３〜３５は、酸化剤ガス流路となる短辺方向に
延びる２つの溝口を形成する。そして、上記３つの突条
３３〜３５には、それぞれ前記電解質板２１の多孔２１
ａ〜２１ｃに対応する位置に複数の孔２４ａ 、 ２４
ｂ 、 ２４ｃを形成したものとなっている。
燃料ガス通路形成板２５は、その上面側に燃料ガスＰを
導く長手方向に延びる複数の溝３６を有するものであり
、電解質板２１の多孔２１ａ〜２１ｃに対応した位置に
それぞれ孔２５ａ 、 ２５ｂ 、 ２５ｃを形成し、
さらにこれら孔２５ａ〜２５ｃの位置した部分の溝３６
を短辺方向に連通して多溝に均一に燃料ガスＰを導くも
のとなっている。
導く長手方向に延びる複数の溝３６を有するものであり
、電解質板２１の多孔２１ａ〜２１ｃに対応した位置に
それぞれ孔２５ａ 、 ２５ｂ 、 ２５ｃを形成し、
さらにこれら孔２５ａ〜２５ｃの位置した部分の溝３６
を短辺方向に連通して多溝に均一に燃料ガスＰを導くも
のとなっている。
パンチメタル２６は、燃料ガス通路形成板２５からアノ
ード板２２へ燃料ガスＰを供給するための複数の細孔を
有し、アノード板２２の集電機能をも有する。このパン
チメタル２６は、アノード板２２と略同形状で、やはり
その長手方向両端部と中央部とに複数の孔２６ａ 、
２６ｂ 、 ２６ｃを設けたものとなっている。
ード板２２へ燃料ガスＰを供給するための複数の細孔を
有し、アノード板２２の集電機能をも有する。このパン
チメタル２６は、アノード板２２と略同形状で、やはり
その長手方向両端部と中央部とに複数の孔２６ａ 、
２６ｂ 、 ２６ｃを設けたものとなっている。
酸化剤ガス通路形成板２７は、前記セパレータ板２４の
下面に形成された２つの溝Ｕに嵌合する形状に形成され
、その下面側に燃料ガス通路形成板２５の溝３６と直交
する方向に延びる複数の溝３８を形成したものである。
下面に形成された２つの溝Ｕに嵌合する形状に形成され
、その下面側に燃料ガス通路形成板２５の溝３６と直交
する方向に延びる複数の溝３８を形成したものである。
また、パンチメタル２８は、酸化剤ガス通路形成板２７
からカソード板２３へ酸化剤ガスＱを供給するための複
数の細孔を有し、カソード板２３の集電機能をも有する
。
からカソード板２３へ酸化剤ガスＱを供給するための複
数の細孔を有し、カソード板２３の集電機能をも有する
。
なお、セパレータ板２４の下面中央部に位置する突条３
５とカソード板２３との間には、排出ガスのシール用の
無機テープ４０が介装されている。この無機テープ４０
にも電解質板２１の中央の孔２１Ｃに対応して複数の孔
４０ｃが形成されている。この無機テープ４０は、例え
ば不織布に炭ｍ塩を含浸して形成されたものである。
５とカソード板２３との間には、排出ガスのシール用の
無機テープ４０が介装されている。この無機テープ４０
にも電解質板２１の中央の孔２１Ｃに対応して複数の孔
４０ｃが形成されている。この無機テープ４０は、例え
ば不織布に炭ｍ塩を含浸して形成されたものである。
このような燃料電池本体１１は、次のようにして形成さ
れる。即ち、まず、セパレータ板２４の上面の燃料ガス
導入空間Ｒに燃料ガス通路形成板２５を嵌合させ、その
上面に突周壁３１の段部３０１．：嵌合するようにパン
チメタル２６とアノード板２２とを装着する。さらにセ
パレータ板２４の下面の溝Ｕに酸化剤ガス通路形成板２
７を嵌合させ、その下面に突条３３、３４の段部３２に
嵌合するようにパンチメタル２８を配し、突条３５の先
端面に無機テープ４０を配し、さらにこれらの下面にカ
ソード板２３を配置する。
れる。即ち、まず、セパレータ板２４の上面の燃料ガス
導入空間Ｒに燃料ガス通路形成板２５を嵌合させ、その
上面に突周壁３１の段部３０１．：嵌合するようにパン
チメタル２６とアノード板２２とを装着する。さらにセ
パレータ板２４の下面の溝Ｕに酸化剤ガス通路形成板２
７を嵌合させ、その下面に突条３３、３４の段部３２に
嵌合するようにパンチメタル２８を配し、突条３５の先
端面に無機テープ４０を配し、さらにこれらの下面にカ
ソード板２３を配置する。
そして、この組立体と電解質板２１とを交互に積層する
。これによって、各部材に設けた孔は、積層方向に連通
する。そして、各部材の長手方向両端に設けた孔によっ
て積層方向に形成される円筒状空間が燃料ガスＰの導入
用流路Ｓとなり、各部材の中央部に設けた孔によって形
成される円筒状空間が燃料ガスＰの排出用流路Ｔとなる
。つまり、これら各円筒状空間でインターナルマニホー
ルドを形成する。
。これによって、各部材に設けた孔は、積層方向に連通
する。そして、各部材の長手方向両端に設けた孔によっ
て積層方向に形成される円筒状空間が燃料ガスＰの導入
用流路Ｓとなり、各部材の中央部に設けた孔によって形
成される円筒状空間が燃料ガスＰの排出用流路Ｔとなる
。つまり、これら各円筒状空間でインターナルマニホー
ルドを形成する。
このように積層された燃料電池本体１１は、その下面に
図示しない燃料ガスＰの導入・排出用の小型マニホール
ドが配置され、同Ａ面に図示しない酸化剤ガスＱの導入
用マニホールドが配置され、同Ａ′面に図示しない酸化
剤ガスＱの排出用マニホールドが配置される一′ 小型マニホールドからの燃料ガスは、第２図に示すよう
に、２つの導入用流路Ｓを積層方向上方に向けて進行し
、この進行の途中で各燃料ガス通路形成板２５の溝３６
に分配される。これら溝３６に導入された燃料ガスＰは
、Ｂ面から中央部に向かう第１の通路と、Ｂ′面から中
央部に向かう第２の通路とをそれぞれ向流進行し、その
進行の途中で、パンチメタル２６の細孔を介してアノー
ド板２２に供給される。起電反応に供せられた燃料ガス
Ｐは、中央部の排出流路Ｔを積層方向下向きに進行し小
型マニホールドを介して外部に排出される。
図示しない燃料ガスＰの導入・排出用の小型マニホール
ドが配置され、同Ａ面に図示しない酸化剤ガスＱの導入
用マニホールドが配置され、同Ａ′面に図示しない酸化
剤ガスＱの排出用マニホールドが配置される一′ 小型マニホールドからの燃料ガスは、第２図に示すよう
に、２つの導入用流路Ｓを積層方向上方に向けて進行し
、この進行の途中で各燃料ガス通路形成板２５の溝３６
に分配される。これら溝３６に導入された燃料ガスＰは
、Ｂ面から中央部に向かう第１の通路と、Ｂ′面から中
央部に向かう第２の通路とをそれぞれ向流進行し、その
進行の途中で、パンチメタル２６の細孔を介してアノー
ド板２２に供給される。起電反応に供せられた燃料ガス
Ｐは、中央部の排出流路Ｔを積層方向下向きに進行し小
型マニホールドを介して外部に排出される。
一方、外部マニホールドからの酸化剤ガスＱは、各酸化
剤ガス通路形成板２８の溝３８を上記燃料ガスＰの進行
方向とは直交する方向に夫々通流し、この通流の途中で
、パンチメタル２８の細孔を介してカソード板２３に供
給される。起電反応に供せられた酸化剤ガスＱは、Ａ′
面側のマニホールドを介して外部に排出される。
剤ガス通路形成板２８の溝３８を上記燃料ガスＰの進行
方向とは直交する方向に夫々通流し、この通流の途中で
、パンチメタル２８の細孔を介してカソード板２３に供
給される。起電反応に供せられた酸化剤ガスＱは、Ａ′
面側のマニホールドを介して外部に排出される。
なお、燃料ガスＰは、セパレータ板２４の突周壁３１お
よび突条３３．３４と電解質板２１との間のウェットシ
ールによって外部への漏洩が防止される。また、酸化剤
ガスＱの流路は、セパレータ板２４の突周壁３３．３４
と電解質板２１との間のウェットシールで、また無機テ
ープ４０および電解質板２１からカソード板２３に浸み
出した溶融炭酸塩によるウェットシールでそれぞれシー
ルされる。この結果、酸化剤ガスＱと燃料ガスＰとのク
ロスオーバーが防止される。
よび突条３３．３４と電解質板２１との間のウェットシ
ールによって外部への漏洩が防止される。また、酸化剤
ガスＱの流路は、セパレータ板２４の突周壁３３．３４
と電解質板２１との間のウェットシールで、また無機テ
ープ４０および電解質板２１からカソード板２３に浸み
出した溶融炭酸塩によるウェットシールでそれぞれシー
ルされる。この結果、酸化剤ガスＱと燃料ガスＰとのク
ロスオーバーが防止される。
つぎに、本発明溝が実際に行った実験例について説明す
る。
る。
電解質板２１は、幅５０α、長さ１００υ、厚み０．１
５０の板状体で、Ｌ １Ａｎ０２、Ｋ２ ＣＯ３および
１ｉ２０３を重ｌ比で４０：３７：２３の割合で混合し
てなる混合体に、重量比およそ５％のポリエチレンを添
加して、温度２５０℃、圧力約５００トンでホットプレ
スして得た。この電解質板２１には、長手方向の両端か
ら４，５αの位置に、短辺方向に１１゜間隔にて口径２
．５ ａｓの４つの孔２１ａ 、 ２１ｂをそれぞれ形
成した。また、この電解質板２１の中央部には前記４つ
の孔２１ａ 、 ２・１ｂの並び方向と平行に口径３α
の４つの孔２１Ｃを１１α間隔で形成した。
５０の板状体で、Ｌ １Ａｎ０２、Ｋ２ ＣＯ３および
１ｉ２０３を重ｌ比で４０：３７：２３の割合で混合し
てなる混合体に、重量比およそ５％のポリエチレンを添
加して、温度２５０℃、圧力約５００トンでホットプレ
スして得た。この電解質板２１には、長手方向の両端か
ら４，５αの位置に、短辺方向に１１゜間隔にて口径２
．５ ａｓの４つの孔２１ａ 、 ２１ｂをそれぞれ形
成した。また、この電解質板２１の中央部には前記４つ
の孔２１ａ 、 ２・１ｂの並び方向と平行に口径３α
の４つの孔２１Ｃを１１α間隔で形成した。
アノード板には、孔径４〜６ｕ！Ｉｔ１多孔度７５％の
Ｎ１−Ｃｒ（１０％）合金の焼結多孔質体を厚さ０．４
ｆｆｉ１幅４６α、長さ９６αの大きさに形成したもの
を用いた。
Ｎ１−Ｃｒ（１０％）合金の焼結多孔質体を厚さ０．４
ｆｆｉ１幅４６α、長さ９６αの大きさに形成したもの
を用いた。
カソード板２３には、孔径８〜１２ｐＬ１多孔度７０〜
８０％のＮｉ多孔質板を幅５０α、長さ８６α、厚さ０
．８６αｍの大きさに形成したものを用いた。
８０％のＮｉ多孔質板を幅５０α、長さ８６α、厚さ０
．８６αｍの大きさに形成したものを用いた。
そして、これらアノード板２２およびカソード板２３に
も短辺方向に並ぶ各４つの孔２２ａ 、 ２２ｂ 。
も短辺方向に並ぶ各４つの孔２２ａ 、 ２２ｂ 。
２２ｃ 、 ２３ｃを形成した。
セパレータ板２５には、厚さ０．４Ｍ、幅５０ＣｊＩ、
長さ１００ ｃｌｌの５ＵＳ３１６／Ｎ ｉのクラツド
板を用い、Ｎｉ側の面の周縁部に厚さ２Ｍで幅３αのＮ
ｉの突周壁３１を溶接加工にて密着させ、また、その突
周壁３１の内側に幅５Ｍ、深さ０．５ ａｍの段差を形
成した。一方、５ＵＳ３１６側には、長手方向両端部に
厚さ２．５ｆｆｉ、幅７０ａ＋ｓ＋の５ＵＳ３１６製の
突条３３．３４を、また、長手方向中央部に厚さ１．５
ａｍ、幅８０ａｓ＋の５ＵＳ３１６製の突条３５をそれ
ぞれ溶接固定した。突条３３．３４は、外側の辺から４
．５１の線に沿って中央から１１ｃ１１の間隔で口径２
．５ ｍの孔２４ａ 、 ２４ｂをそれぞれ形成すると
ともに、内側から５履の幅で１ｊ１１の段差を形成した
。
長さ１００ ｃｌｌの５ＵＳ３１６／Ｎ ｉのクラツド
板を用い、Ｎｉ側の面の周縁部に厚さ２Ｍで幅３αのＮ
ｉの突周壁３１を溶接加工にて密着させ、また、その突
周壁３１の内側に幅５Ｍ、深さ０．５ ａｍの段差を形
成した。一方、５ＵＳ３１６側には、長手方向両端部に
厚さ２．５ｆｆｉ、幅７０ａ＋ｓ＋の５ＵＳ３１６製の
突条３３．３４を、また、長手方向中央部に厚さ１．５
ａｍ、幅８０ａｓ＋の５ＵＳ３１６製の突条３５をそれ
ぞれ溶接固定した。突条３３．３４は、外側の辺から４
．５１の線に沿って中央から１１ｃ１１の間隔で口径２
．５ ｍの孔２４ａ 、 ２４ｂをそれぞれ形成すると
ともに、内側から５履の幅で１ｊ１１の段差を形成した
。
また、突条３５には、中央部から１１α間隔で口径３Ｃ
謂の孔２４Ｃを形成した。
謂の孔２４Ｃを形成した。
燃料ガス通路形成板２５には、厚みが１．５Ｍで、幅４
４Ｇ１長さ９４αのＮｉ板を用い、溝ピッチを５履、溝
３６の深さを１１１Ｉ１１同幅をａｌｌＩ＃ｌに形成し
た。
４Ｇ１長さ９４αのＮｉ板を用い、溝ピッチを５履、溝
３６の深さを１１１Ｉ１１同幅をａｌｌＩ＃ｌに形成し
た。
パンチメタル２６には、孔径１＃ＩＩｍの細孔が全面積
の３３％に達するように穿設された厚さ０．２薦、幅４
６ａＲ１長さ９６ ＣｍのＮｉ板を用いた。
の３３％に達するように穿設された厚さ０．２薦、幅４
６ａＲ１長さ９６ ＣｍのＮｉ板を用いた。
また、パンチメタル２８には、上記パンチメタル２６と
同様に穿設された厚さ０．２Ｍ、幅５０ｚ、長さ３９α
の２枚の５ｔＪＳ３１６板を用いた。
同様に穿設された厚さ０．２Ｍ、幅５０ｚ、長さ３９α
の２枚の５ｔＪＳ３１６板を用いた。
無機テープ４０には、ジルコニア不織布にＬ ｆ ＫＣ
Ｏ３塩を含浸したシール材を用いた。
Ｏ３塩を含浸したシール材を用いた。
このような部材で１０組のセルを積層して４１ｋＷ出力
のスタックを構成し、前述したように燃料ガスＰと酸化
剤ガスＱとを供給し、燃料利用率７０％、酸化剤ガス利
用率５０％、温度６５０℃、常圧、電流密度０．１６Ａ
／ｃｉの条件で発電させた。なお、比較の為、比較例１
として従来の平行流フロースタックを、また、比較例２
として従来の直交流フロースタックをそれぞれ用いて上
記と同様の条件で発電させた。この時の各セルの特性を
次表に示す。
のスタックを構成し、前述したように燃料ガスＰと酸化
剤ガスＱとを供給し、燃料利用率７０％、酸化剤ガス利
用率５０％、温度６５０℃、常圧、電流密度０．１６Ａ
／ｃｉの条件で発電させた。なお、比較の為、比較例１
として従来の平行流フロースタックを、また、比較例２
として従来の直交流フロースタックをそれぞれ用いて上
記と同様の条件で発電させた。この時の各セルの特性を
次表に示す。
表
この結果から明らかな如く、本実験例では、各セルの平
均電圧が従来のものよりも高い上、セル間の電圧のばら
つきも改善された。
均電圧が従来のものよりも高い上、セル間の電圧のばら
つきも改善された。
このように、本実施例によれば、燃料ガスＰを２系統に
流すことによって起電反応を電極全体に均一に進行させ
ることができ、特定の部分に電力集中が生じるのを防止
できる。このため、前述した効果を奏することができる
。
流すことによって起電反応を電極全体に均一に進行させ
ることができ、特定の部分に電力集中が生じるのを防止
できる。このため、前述した効果を奏することができる
。
また、上記実施例では酸化剤ガスを外部マニホールドに
よって供給するようにしているので、ガス流路を大きく
とることができ、酸化剤ガスを燃料電池の冷却のため多
量に流した場合でも、燃料電池内部で圧損によるり、ロ
スオーバを生じさせることがなく、運転性を大幅に向上
させることができる。
よって供給するようにしているので、ガス流路を大きく
とることができ、酸化剤ガスを燃料電池の冷却のため多
量に流した場合でも、燃料電池内部で圧損によるり、ロ
スオーバを生じさせることがなく、運転性を大幅に向上
させることができる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない
。例えば、上記実施例では、アノード板２２を下側に、
またカソード板２３を上側にそれぞれ配して単位電池１
２を構成したが、アノード板２２を上側に、カソード板
を下側にそれぞれ配置して燃料電池を組立てても、上記
実験例に示した結果と殆ど変わりはなかった。
。例えば、上記実施例では、アノード板２２を下側に、
またカソード板２３を上側にそれぞれ配して単位電池１
２を構成したが、アノード板２２を上側に、カソード板
を下側にそれぞれ配置して燃料電池を組立てても、上記
実験例に示した結果と殆ど変わりはなかった。
また、燃料ガス通路形成板２５、酸化剤ガス通路形成板
２１の代わりに、例えばセルメット（商標名住友金属製
）を用いても良好な特性を得ることができた。
２１の代わりに、例えばセルメット（商標名住友金属製
）を用いても良好な特性を得ることができた。
さらには、アノード板２２も、Ｎ＋−Ｏｒ金合金限定さ
れず、例えばＮｉ′多孔質板にＣｒ処理を施したもので
も良い。カソード板２３は、ＮｉＯの多孔質板を用いる
ようにしても良い。さらに電解質板２１としては、４６
０℃、３００ Ｋｌ ／ ｃｄ圧でホットプ。
れず、例えばＮｉ′多孔質板にＣｒ処理を施したもので
も良い。カソード板２３は、ＮｉＯの多孔質板を用いる
ようにしても良い。さらに電解質板２１としては、４６
０℃、３００ Ｋｌ ／ ｃｄ圧でホットプ。
レスして得たものでもよい。
この他、燃料電池本体もその横断面が長方形ではなく正
方形であっても、また酸化剤ガスの通流方向を長手方向
とする長方形であっても良い。さらには燃料電池本体を
積層方向に貫通する孔の数も任意である。
方形であっても、また酸化剤ガスの通流方向を長手方向
とする長方形であっても良い。さらには燃料電池本体を
積層方向に貫通する孔の数も任意である。
第１図は本発明の一実施例に係る燃料電池本体の一部切
欠した分解斜視図、第２図は同燃料電池本体の縦断面図
、第３図は従来の直交フロー型燃料電池の分解斜視図で
ある。 １．２１・・・電解質板、２・・・アノード、３・・・
カソード、４，１２・・・単位電池、５・・・セパレー
タ、１１・・・燃料電池本体、１３・・・セパレータ素
子、２２・・・アノード板、２３・・・カソード板、２
４・・・セパレータ板、２５・・・燃料ガス通路形成板
、２６．２８・・・パンチメタル、２７・・・酸化剤ガ
ス通路形成板、４０・・・無機テープ、Ｐ・・・燃料ガ
ス、Ｑ・・・酸化剤ガス、Ｒ・・・燃料ガス導入空間、
Ｓ・・・導入側流路、■・・・排出側流路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第３図
欠した分解斜視図、第２図は同燃料電池本体の縦断面図
、第３図は従来の直交フロー型燃料電池の分解斜視図で
ある。 １．２１・・・電解質板、２・・・アノード、３・・・
カソード、４，１２・・・単位電池、５・・・セパレー
タ、１１・・・燃料電池本体、１３・・・セパレータ素
子、２２・・・アノード板、２３・・・カソード板、２
４・・・セパレータ板、２５・・・燃料ガス通路形成板
、２６．２８・・・パンチメタル、２７・・・酸化剤ガ
ス通路形成板、４０・・・無機テープ、Ｐ・・・燃料ガ
ス、Ｑ・・・酸化剤ガス、Ｒ・・・燃料ガス導入空間、
Ｓ・・・導入側流路、■・・・排出側流路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）複数の単位電池と、これら各単位電池間に介装さ
れて前記複数の単位電池とで積層構造の燃料電池本体を
構成するとともに一方の前記単位電池との対向面側に燃
料ガス流路を形成し他方の前記単位電池との対向面側に
酸化剤ガス流路を形成するセパレータとを備えた溶融炭
酸塩型燃料電池において、前記燃料ガス流路は、前記燃
料ガスを前記燃料電池本体の相対向する二つの側面のそ
れぞれ近傍位置から前記燃料電池本体の中央部に向けて
向流させるものであり、前記酸化剤ガス流路は、前記酸
化剤ガスを前記燃料ガスの流れ方向に対して直交する方
向に流すものであることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料
電池。 - （２）前記燃料ガス流路への前記燃料ガスの供給・排出
を内部マニホールドで行い、前記酸化剤ガス流路への酸
化剤ガスの供給・排出を外部マニホールドで行うように
した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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089541A JPH0680590B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089541A JPH0680590B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61248364A true JPS61248364A (ja) | 1986-11-05 |
| JPH0680590B2 JPH0680590B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=13973672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60089541A Expired - Fee Related JPH0680590B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680590B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01183070A (ja) * | 1988-01-06 | 1989-07-20 | Hitachi Ltd | 燃料電池用セパレータ |
| US7097929B2 (en) | 2001-10-17 | 2006-08-29 | Korea Electric Power Corporation | Molten carbonate fuel cell |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP60089541A patent/JPH0680590B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01183070A (ja) * | 1988-01-06 | 1989-07-20 | Hitachi Ltd | 燃料電池用セパレータ |
| US7097929B2 (en) | 2001-10-17 | 2006-08-29 | Korea Electric Power Corporation | Molten carbonate fuel cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0680590B2 (ja) | 1994-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |