JPS61260554A - 内部リホ−ミング型燃料電池 - Google Patents
内部リホ−ミング型燃料電池Info
- Publication number
- JPS61260554A JPS61260554A JP60101354A JP10135485A JPS61260554A JP S61260554 A JPS61260554 A JP S61260554A JP 60101354 A JP60101354 A JP 60101354A JP 10135485 A JP10135485 A JP 10135485A JP S61260554 A JPS61260554 A JP S61260554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- aluminum
- group
- fuel gas
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0206—Metals or alloys
-
- 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
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
-
- 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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0206—Metals or alloys
- H01M8/0208—Alloys
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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〕
本発明は燃料電池に係り、特に内部リホーミング方式に
よる溶融炭酸塩型燃料電池に使用するに好適なセパレー
タに関する。
よる溶融炭酸塩型燃料電池に使用するに好適なセパレー
タに関する。
従来の内部リホーミング方式溶融炭酸塩型燃料電池は燃
料通路側にアルミナ担体Ｎｉからなる改質触媒を埋めて
いたので、燃料ガスの流れが悪い。
料通路側にアルミナ担体Ｎｉからなる改質触媒を埋めて
いたので、燃料ガスの流れが悪い。
均一に流れない等の欠点があった。また、将来。
石炭ガス化燃料のような腐食性の大きいガスが使用され
ることから触媒が腐食し、触媒能力が低下するとともに
風化によりガス通路をふさいでしまうという欠点があっ
た。
ることから触媒が腐食し、触媒能力が低下するとともに
風化によりガス通路をふさいでしまうという欠点があっ
た。
本発明の目的は燃料ガス室の内面にコーティングにより
Ｆｅ基−Ａｌ合金、Ｎｉ基−Ａｌ合合金金Ｃｏ基−Ａｌ
合金、Ｐｔ基−Ａｌ合金層を形成し、後Ａｌを展開する
ことにより、内表面に触媒層を形成させた、リホーミン
グ方式溶融炭酸塩型燃料電池を提供することにある。
Ｆｅ基−Ａｌ合金、Ｎｉ基−Ａｌ合合金金Ｃｏ基−Ａｌ
合金、Ｐｔ基−Ａｌ合金層を形成し、後Ａｌを展開する
ことにより、内表面に触媒層を形成させた、リホーミン
グ方式溶融炭酸塩型燃料電池を提供することにある。
Ｆｅ基−Ａ１合金、Ｎｉ基−Ａ１合金、Ｐｔ基−Ａ２合
金をアルカリもしくは酸で処理する方法すなわち展開と
呼ばれる処理を処すと、Ａｌが除去され、原子形にポー
ラスで非常に活性なＦａ。
金をアルカリもしくは酸で処理する方法すなわち展開と
呼ばれる処理を処すと、Ａｌが除去され、原子形にポー
ラスで非常に活性なＦａ。
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔの触媒が形成される。これらは一般に
はラネー触媒と呼ばれ、その中でもラネーＮｉ触媒は有
名であり、空中に放置するだけで燃焼する程活性な触媒
である。
はラネー触媒と呼ばれ、その中でもラネーＮｉ触媒は有
名であり、空中に放置するだけで燃焼する程活性な触媒
である。
一方、溶融炭酸塩型燃料電池は効率の点から将来の発電
方式として有望視されており、その中ででも、燃料ガス
室に触媒をつめた内部リホーミング方式は効率が５５％
に達すると予想されており、開発が進められている。し
かし、燃料ガス室に触媒をつめることはガス通路をふさ
ぐことになる。
方式として有望視されており、その中ででも、燃料ガス
室に触媒をつめた内部リホーミング方式は効率が５５％
に達すると予想されており、開発が進められている。し
かし、燃料ガス室に触媒をつめることはガス通路をふさ
ぐことになる。
また、その際使用される触媒はＡｌ２０．担持のＮｉ触
媒であることから、将来、石炭ガス化燃料が使用された
場合、耐食性に乏しく、腐食により粉体化し、触媒活性
が低下するとともにガス通路もふさぐことになる。
媒であることから、将来、石炭ガス化燃料が使用された
場合、耐食性に乏しく、腐食により粉体化し、触媒活性
が低下するとともにガス通路もふさぐことになる。
そこで、燃料ガス室内表面を触媒化すればガスの供給に
支障はきたさない、しかし、その場合、燃料ガスと触媒
との反応面が少なくなることから従来使用されているＡ
ｆｌ、０．担持Ｎｉ触媒の活性程度では十分なリホーミ
ング反応は期待できない。
支障はきたさない、しかし、その場合、燃料ガスと触媒
との反応面が少なくなることから従来使用されているＡ
ｆｌ、０．担持Ｎｉ触媒の活性程度では十分なリホーミ
ング反応は期待できない。
前記したラネー触媒は非常に活性であり、燃料ガス室内
表面の触媒化に好適と言える。しかし、燃料ガス室は溝
等を有した複雑な流路を有した構造となっているため内
表面全体を均一にラネー触媒化することは非常に困難と
なる。
表面の触媒化に好適と言える。しかし、燃料ガス室は溝
等を有した複雑な流路を有した構造となっているため内
表面全体を均一にラネー触媒化することは非常に困難と
なる。
本方法はＦｅ基−Ａ２合金、Ｎｉ基−Ａ２合金、Ｃｏ基
−へΩ合金、Ｐｔ基−ＡＩ！合金を溶射法にて内表面に
コーティングし後、アルカリあるいは酸でＡｎを展開さ
れない下地はまだ高Ａｌ合金となっており、またＡｌが
展開された後触媒層も少量のＡｎが含まれているので燃
料ガスに耐する耐食性は優れている。
−へΩ合金、Ｐｔ基−ＡＩ！合金を溶射法にて内表面に
コーティングし後、アルカリあるいは酸でＡｎを展開さ
れない下地はまだ高Ａｌ合金となっており、またＡｌが
展開された後触媒層も少量のＡｎが含まれているので燃
料ガスに耐する耐食性は優れている。
一方、燃料室を構成するセパレータ基材は溶融炭酸塩と
燃料ガスに触れることから耐食性に優れた材料が使用さ
れる。すなわち、Ｆｅ基、Ｎｉ基。
燃料ガスに触れることから耐食性に優れた材料が使用さ
れる。すなわち、Ｆｅ基、Ｎｉ基。
Ｃｏ基の金属もしくは合金であり、これら自体は処理次
第では触媒にもなり得る。そこで、これら材料にＡｆｉ
を拡散コーティングするとコーティング層はそれぞれＡ
ｌｌとの合金、金属間化合物となっておりアルカリある
いは酸でＡｌを展開すれば前記溶射法で述べたと同じ触
媒層、効果が得られる。特にこの場合はＡｌの拡散を利
用するので溶射より に複雑なセパレータ構造に適
している。
第では触媒にもなり得る。そこで、これら材料にＡｆｉ
を拡散コーティングするとコーティング層はそれぞれＡ
ｌｌとの合金、金属間化合物となっておりアルカリある
いは酸でＡｌを展開すれば前記溶射法で述べたと同じ触
媒層、効果が得られる。特にこの場合はＡｌの拡散を利
用するので溶射より に複雑なセパレータ構造に適
している。
その他、Ｆｅ基−Ａ２合金、Ｎｉ基−Ａ２合金、Ｃｏ基
−Ａ２合金、Ｐｔ基−Ａ４合金の超塑性材、溶湯急冷材
を用いた表面クラッドも有効である。
−Ａ２合金、Ｐｔ基−Ａ４合金の超塑性材、溶湯急冷材
を用いた表面クラッドも有効である。
以下、本発明を実施例により説明する。
第１図は本発明による内部リホーミング方式炭酸溶融塩
型燃料電池の単セル構成図を示す。燃料ガス室の燃料ガ
ス通路側内表面が触媒化されてい実施例ｌ Ｎｉ５０％、Ａｆｌ ５０％の合金の粉末を用い、溶射
法によって燃料ガス室を模擬した５ＵＳ３０４製波形板
上にコーティングした。約１５０ｐｍ溶射後、８０℃の
１００％ＮａＯＨ溶液中で１時間しゃ沸しＡｌを展開し
た。これを空気中に放置した所、爆発的に燃焼し、非常
に活性な触媒になっている事が確認できた。
型燃料電池の単セル構成図を示す。燃料ガス室の燃料ガ
ス通路側内表面が触媒化されてい実施例ｌ Ｎｉ５０％、Ａｆｌ ５０％の合金の粉末を用い、溶射
法によって燃料ガス室を模擬した５ＵＳ３０４製波形板
上にコーティングした。約１５０ｐｍ溶射後、８０℃の
１００％ＮａＯＨ溶液中で１時間しゃ沸しＡｌを展開し
た。これを空気中に放置した所、爆発的に燃焼し、非常
に活性な触媒になっている事が確認できた。
実施例２
Ｎｉ板をＡｌ粉２０％、ＮＨ，ＣＱ１％残Ａ ｎ、ｏ□
の粉末中に埋め、全体を容器に納めＨｌを通しながら１
１００℃Ｘｌｈ加熱しＡｌを拡散浸透させた。その後、
実施例１で示した同じ条件でＡｎを展開した。触媒層は
約１００μｍであり、空気中に放置すると激しく燃焼し
、活性な触媒になっていた。
の粉末中に埋め、全体を容器に納めＨｌを通しながら１
１００℃Ｘｌｈ加熱しＡｌを拡散浸透させた。その後、
実施例１で示した同じ条件でＡｎを展開した。触媒層は
約１００μｍであり、空気中に放置すると激しく燃焼し
、活性な触媒になっていた。
実施例３
セパレータ基板そのものをマトリックス番こし表面をラ
ネー触媒化する目的で、２２Ｃｒ−３，６Ｎｂ−０，２
ＡＭ−０，２Ｔｉ−残Ｎｉ合金に実施例２で記したと同
様の方法でＡｌを拡散浸透させ、後Ａｌを展開した。そ
の後、空中に放置したが実施例２の純Ｎｉ程の活性化は
なかったが表面の温度が上昇し、触媒作用を示すことが
伺えた。
ネー触媒化する目的で、２２Ｃｒ−３，６Ｎｂ−０，２
ＡＭ−０，２Ｔｉ−残Ｎｉ合金に実施例２で記したと同
様の方法でＡｌを拡散浸透させ、後Ａｌを展開した。そ
の後、空中に放置したが実施例２の純Ｎｉ程の活性化は
なかったが表面の温度が上昇し、触媒作用を示すことが
伺えた。
実施例４
セパレータ基板の燃料ガス室内面に触媒層をクラッド方
式で形成する目的で１４Ｃｒ−１０Ｃ。
式で形成する目的で１４Ｃｒ−１０Ｃ。
−４Ｍ ｏ −４Ｗ −３Ａ Ｉ！ −５Ｔ ｉ−残Ｎ
ｉ合金を溶湯急冷で４０μｍの薄膜に、これに実施例２
と同様の方法でＡｌの拡散浸透処理を施した。後、Ａｌ
を展開し空中に放置したところ実施例３と同程度の触媒
活性を示した。
ｉ合金を溶湯急冷で４０μｍの薄膜に、これに実施例２
と同様の方法でＡｌの拡散浸透処理を施した。後、Ａｌ
を展開し空中に放置したところ実施例３と同程度の触媒
活性を示した。
本発明によれば内部リホーミング方式の溶融炭酸塩型燃
料電池の開発が可能となる。又、従来の触媒を燃料ガス
室につめる方式に比較し、燃料ガスが均一にしかも多量
に処理でき、電池反応に有効な構造にできる。又、本発
明によればＡｌを多く含んだ合金触媒を用いることから
将来燃料ガスが石炭ガス化の如く、低品位化しても耐食
性に優れていることから長寿命の燃料電池が得られる。
料電池の開発が可能となる。又、従来の触媒を燃料ガス
室につめる方式に比較し、燃料ガスが均一にしかも多量
に処理でき、電池反応に有効な構造にできる。又、本発
明によればＡｌを多く含んだ合金触媒を用いることから
将来燃料ガスが石炭ガス化の如く、低品位化しても耐食
性に優れていることから長寿命の燃料電池が得られる。
又本発明によればＡｌの拡散方式Ｂ及び溶射方式を採用
するので複雑な構造の燃料ガス室にも有効で、細部にい
たるまで触媒化が可能となる。又、本発明によれば表面
触媒層とセパレータ基板間には拡散層を有しているので
金属組織的に結合しており、高温での熱サイクルでも剥
離が起こりにくい。
するので複雑な構造の燃料ガス室にも有効で、細部にい
たるまで触媒化が可能となる。又、本発明によれば表面
触媒層とセパレータ基板間には拡散層を有しているので
金属組織的に結合しており、高温での熱サイクルでも剥
離が起こりにくい。
第１図は本発明による内部リホーミング方式炭酸溶融塩
型燃料電池の単セル構成図である。 １・・・燃料の流れ、２・・・セパレータ基板、３・・
・燃料ガス室、４・・・空気＋ｃｏ２の流れ、５・・・
カソード。 ６・・・燃料ガス通路、７・・・触媒層。
型燃料電池の単セル構成図である。 １・・・燃料の流れ、２・・・セパレータ基板、３・・
・燃料ガス室、４・・・空気＋ｃｏ２の流れ、５・・・
カソード。 ６・・・燃料ガス通路、７・・・触媒層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セパレータ基板の一方の面が燃料ガス室、他方の面
が酸化剤ガス室を有する燃料電池において、前記セパレ
ータ基板の燃料ガス室の内面に触媒を有することを特徴
とする燃料電池。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記セパレータ基
材はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏをベースとした耐食性材料よりな
ることを特徴とする燃料電池。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記触媒はコーテ
インイグ法、クラッド法によつてセパレータ基材に形成
されることを特徴とする燃料電池。 ４、特許請求の範囲第１項において触媒はＦｅ基−Ａｌ
合金、Ｎｉ基−Ａｌ合金、Ｃｏ基−Ａｌ合金、Ｐｔ基−
Ａｌ合金からＡｌを展開することにより、触媒とするこ
とを特徴とする燃料電池。 ５、特許請求の範囲第３項において、前記コーティング
は溶射することを特徴とする燃料電池。 ６、特許請求の範囲第３項において、前記コーティング
はＡｌの拡散法によることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101354A JPS61260554A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 内部リホ−ミング型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101354A JPS61260554A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 内部リホ−ミング型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61260554A true JPS61260554A (ja) | 1986-11-18 |
Family
ID=14298497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60101354A Pending JPS61260554A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 内部リホ−ミング型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61260554A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5246791A (en) * | 1988-07-06 | 1993-09-21 | Johnson Matthey Public Limited Company | Fuel cell containing a reforming catalyst |
| US5436091A (en) * | 1989-05-11 | 1995-07-25 | Valence Technology, Inc. | Solid state electrochemical cell having microroughened current collector |
| JP2007214135A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Doosan Heavy Industries & Construction Co Ltd | 燃料改質室を有する溶融炭酸塩型燃料電池用分離板及びその製造方法 |
| JP2008262800A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
-
1985
- 1985-05-15 JP JP60101354A patent/JPS61260554A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5246791A (en) * | 1988-07-06 | 1993-09-21 | Johnson Matthey Public Limited Company | Fuel cell containing a reforming catalyst |
| US5436091A (en) * | 1989-05-11 | 1995-07-25 | Valence Technology, Inc. | Solid state electrochemical cell having microroughened current collector |
| JP2007214135A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Doosan Heavy Industries & Construction Co Ltd | 燃料改質室を有する溶融炭酸塩型燃料電池用分離板及びその製造方法 |
| JP2008262800A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| WO2008132937A1 (ja) * | 2007-04-12 | 2008-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム |
| US8227133B2 (en) | 2007-04-12 | 2012-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7732084B2 (en) | Solid oxide fuel cell with internal reforming, catalyzed interconnect for use therewith, and methods | |
| US3920583A (en) | Supports for catalyst materials | |
| JP4695393B2 (ja) | 多くの応用のための耐腐食性、導電性及び熱伝導性のコーティング | |
| JP3070038B2 (ja) | 燃料電池用集電器及びその製造方法 | |
| US6258330B1 (en) | Inhibition of carbon deposition on fuel gas steam reformer walls | |
| US20140219884A1 (en) | High emissivity and high temperature diffusion barrier coatings for an oxygen transport membrane assembly | |
| KR20050070060A (ko) | 알코올 개질용 금속 지지 구리 촉매의 용도 | |
| Kim et al. | A microreactor with metallic catalyst support for hydrogen production by partial oxidation of dimethyl ether | |
| US7662435B2 (en) | Method for reducing coking in a hydrogen generation reactor chamber | |
| GB2607804A (en) | Ultralight hydrogen production reactor comprising high-efficiency composite | |
| JP2006506781A5 (ja) | ||
| KR100599892B1 (ko) | 연료 가스 증기 개질기 벽에서의 탄소 침착 억제법 | |
| JPS61260554A (ja) | 内部リホ−ミング型燃料電池 | |
| CN108455526B (zh) | 由甲醇和水制备高纯度氢气的方法 | |
| KR101017180B1 (ko) | 스테인리스 스틸 분리판 및 그 코팅방법 | |
| JPH0312302A (ja) | メタノール改質装置 | |
| JPS6134859B2 (ja) | ||
| Faro et al. | A simple approach to make the commercial solid, oxide fuel cells flexible in the use of fuels–CK-3L05 | |
| KR20030053406A (ko) | 용융탄산염 연료전지 분리판 | |
| JPH0244761B2 (ja) | ||
| JPH02247977A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造法 | |
| JPH02141402A (ja) | メタノールの改質方法 | |
| JPH04362001A (ja) | メタノール改質用触媒 | |
| CN109921042B (zh) | 一种阴离子交换膜燃料电池金属阵列催化层及其制备方法 | |
| JPH07192738A (ja) | 燃料電池用電極触媒層 |