JPS61267269A - 溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側流路板 - Google Patents
溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側流路板Info
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- JPS61267269A JPS61267269A JP60109814A JP10981485A JPS61267269A JP S61267269 A JPS61267269 A JP S61267269A JP 60109814 A JP60109814 A JP 60109814A JP 10981485 A JP10981485 A JP 10981485A JP S61267269 A JPS61267269 A JP S61267269A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は高温型、特に溶融炭酸塩を電解質とする燃料
電池における燃料側流路板に関するものである。
電池における燃料側流路板に関するものである。
第２図に２つの電池が直列に種み重ねられたこの種の燃
料電池の一例を示す。図において、（１）は燃料側の端
板であり、材質としてステンレスが使用されるが燃料ガ
スが接触する面にはニッケルが被覆されている。（２ａ
） 、 （２ｂ）は燃料側流路板であり、ガス流路を確
保する働きと、電流を流す集電板としての働きを兼ねて
いる。材質としては、溶融炭酸塩と反応ガスに対する耐
食性からニッケル基の合金が選ばれている。そしてガス
の電極への拡散が円滑に行なわれるよう波型（ニブレス
成型されたものが用いられる。（３ａ） 、 （３１）
）は燃料側電極でありニッケル系合金粉末を主成分とし
て得られる多孔質体である。（４ａ） 、 （４ｔ））
は電解質層と呼ばれるものであり、アルミン酸リチウム
の多孔質板に炭酸リチウムや炭酸カリウムといった電解
質を含浸したものである。（Ｓ） 、 （５ｂ）は酸化
剤側電極であり、燃料側電極（３ａ） 、 （３ｂ）と
同様な多孔質構造体から成っている。この酸化剤側電極
（５ａ）、（５ｂ）には原料としてニッケル粉末を用い
る場合と、酸化ニッケル粉末を用いる場合があるが、電
池の動作状態１．おいては、いずれの場合も酸化ニッケ
ルにリチウムイオンが侵入した状態の多孔質構遺体とな
る。（ｆ３ａ） 、 （６ｂ）は酸化剤側流路板であり
、燃料側流路板（２ａ） 、 （２ｂ）と同様な形状を
したステンレス製の波型板より成っている。（７）は隣
接する電池間で燃料ガスと酸化剤ガスが混合することを
防ぐ働きをするセパレータ板であり、燃料ガス（二接す
る側にはニッケルが被覆されたステンレス板から成って
いる。（８）は酸化剤側の端板で燃料側の端板（１）と
同様の形状でステンレスにて構成されている。
料電池の一例を示す。図において、（１）は燃料側の端
板であり、材質としてステンレスが使用されるが燃料ガ
スが接触する面にはニッケルが被覆されている。（２ａ
） 、 （２ｂ）は燃料側流路板であり、ガス流路を確
保する働きと、電流を流す集電板としての働きを兼ねて
いる。材質としては、溶融炭酸塩と反応ガスに対する耐
食性からニッケル基の合金が選ばれている。そしてガス
の電極への拡散が円滑に行なわれるよう波型（ニブレス
成型されたものが用いられる。（３ａ） 、 （３１）
）は燃料側電極でありニッケル系合金粉末を主成分とし
て得られる多孔質体である。（４ａ） 、 （４ｔ））
は電解質層と呼ばれるものであり、アルミン酸リチウム
の多孔質板に炭酸リチウムや炭酸カリウムといった電解
質を含浸したものである。（Ｓ） 、 （５ｂ）は酸化
剤側電極であり、燃料側電極（３ａ） 、 （３ｂ）と
同様な多孔質構造体から成っている。この酸化剤側電極
（５ａ）、（５ｂ）には原料としてニッケル粉末を用い
る場合と、酸化ニッケル粉末を用いる場合があるが、電
池の動作状態１．おいては、いずれの場合も酸化ニッケ
ルにリチウムイオンが侵入した状態の多孔質構遺体とな
る。（ｆ３ａ） 、 （６ｂ）は酸化剤側流路板であり
、燃料側流路板（２ａ） 、 （２ｂ）と同様な形状を
したステンレス製の波型板より成っている。（７）は隣
接する電池間で燃料ガスと酸化剤ガスが混合することを
防ぐ働きをするセパレータ板であり、燃料ガス（二接す
る側にはニッケルが被覆されたステンレス板から成って
いる。（８）は酸化剤側の端板で燃料側の端板（１）と
同様の形状でステンレスにて構成されている。
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。燃料電波は、水素などの燃料ガスと空気などの酸
化剤ガスが反応する際に放出する化学エネルギーを、電
気化学的な反応を起こさせることによって直接嘔気エネ
ルギーに変換して電力を得る装置である。
する。燃料電波は、水素などの燃料ガスと空気などの酸
化剤ガスが反応する際に放出する化学エネルギーを、電
気化学的な反応を起こさせることによって直接嘔気エネ
ルギーに変換して電力を得る装置である。
この電気化学反応を効率良く行なわせるために、一般的
に多孔質な電極が使用される。また電解「 質として、溶融状態の炭酸リチウムや炭酸カリウムなど
の炭酸塩の混合物が使用され、電解質中の炭酸イオン（
Ｃυ３２−）が電荷移動に寄与する。
に多孔質な電極が使用される。また電解「 質として、溶融状態の炭酸リチウムや炭酸カリウムなど
の炭酸塩の混合物が使用され、電解質中の炭酸イオン（
Ｃυ３２−）が電荷移動に寄与する。
燃料側電極（３ａ） 、 （３ｂ）及び、酸化剤側電極
（詞）、 （５ｂ）における反応は次のようになってい
る。
（詞）、 （５ｂ）における反応は次のようになってい
る。
燃料側電極 Ｈ２＋００３２−＋ Ｈ２０＋００２＋２
ｅ （式１）酸化剤側電極 ００２＋ ０２ ＋２
ｅ →０Ｏａ２（式２）上記の反応の進行を第２図に基
づいて説明する。
ｅ （式１）酸化剤側電極 ００２＋ ０２ ＋２
ｅ →０Ｏａ２（式２）上記の反応の進行を第２図に基
づいて説明する。
燃料側電極（３ａ）、 （３ｂ）においては、燃料側の
ガス流路板（２ａ） 、 （２ｂ）を流れる燃料ガス中
の水素と電解質層（４ａ） 、 （４ｂ）に含まれる炭
酸イオンがそれぞれの単電池において（式１）のように
反応し、水と二酸化炭素と電子が生成する。
ガス流路板（２ａ） 、 （２ｂ）を流れる燃料ガス中
の水素と電解質層（４ａ） 、 （４ｂ）に含まれる炭
酸イオンがそれぞれの単電池において（式１）のように
反応し、水と二酸化炭素と電子が生成する。
第２図中で上方の単電池の燃料側電極（３ａ）で生じた
電子は燃料極側のガス流路板（＞）、燃料側の端板（１
）を通って外部負荷に送られた後、酸化剤側の端板（２
）、酸化剤側のガス流路板（６ｂ）を通って下方の単電
池の酸化剤側電極（詞）に至る。また、燃料側電極（３
ｂ）で生じた電子は燃料側のガス流路板（２ｂ） 、セ
パレータ 板（７）、酸化剤側のガス流路板（５ａ）を
通って酸化剤側電極（詞）に至る。酸化剤側電極（５１
）） 、 （５ｂ）においては、この流れ込んだ電子と
酸化剤ガス中に含まれる二酸化炭素と酸素が反応して（
式２）のように炭酸イオンが生じ、電解質層（４ａ）、
（４ｂ）中に溶解することによって電池反応が進行す
る。
電子は燃料極側のガス流路板（＞）、燃料側の端板（１
）を通って外部負荷に送られた後、酸化剤側の端板（２
）、酸化剤側のガス流路板（６ｂ）を通って下方の単電
池の酸化剤側電極（詞）に至る。また、燃料側電極（３
ｂ）で生じた電子は燃料側のガス流路板（２ｂ） 、セ
パレータ 板（７）、酸化剤側のガス流路板（５ａ）を
通って酸化剤側電極（詞）に至る。酸化剤側電極（５１
）） 、 （５ｂ）においては、この流れ込んだ電子と
酸化剤ガス中に含まれる二酸化炭素と酸素が反応して（
式２）のように炭酸イオンが生じ、電解質層（４ａ）、
（４ｂ）中に溶解することによって電池反応が進行す
る。
従来の溶融炭酸塩形燃料電池は以上のように構成されて
おり、電池運転中燃料側流路板（２ａ） 、 （２ｂ）
は約６５０°０という高温にさらされるので、燃料側流
路板（２ａ） 、 （２ｂ）がクロムや鉄を含有する材
料で形成されている場合、電解質、特に炭酸リチウムが
クロムと反応してクロム酸リチウムを形成する過程で電
解質の消耗を招き電池特性の劣下な速めるので、電解質
を電池外より補給しなければならないという問題点や、
電極（３ａ） 、 （３ｂ）やセパレータ板（７）など
と燃料側流路板（２ａ） 、 （２ｂ）との接触抵抗が
、上記クロム酸リチウムの形成や鉄と反応ガスの反応に
よる鉄スピネルの形成（二より、電池運転中に高くなる
などの問題点があった。
おり、電池運転中燃料側流路板（２ａ） 、 （２ｂ）
は約６５０°０という高温にさらされるので、燃料側流
路板（２ａ） 、 （２ｂ）がクロムや鉄を含有する材
料で形成されている場合、電解質、特に炭酸リチウムが
クロムと反応してクロム酸リチウムを形成する過程で電
解質の消耗を招き電池特性の劣下な速めるので、電解質
を電池外より補給しなければならないという問題点や、
電極（３ａ） 、 （３ｂ）やセパレータ板（７）など
と燃料側流路板（２ａ） 、 （２ｂ）との接触抵抗が
、上記クロム酸リチウムの形成や鉄と反応ガスの反応に
よる鉄スピネルの形成（二より、電池運転中に高くなる
などの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電解質の消耗を著しく減少することができる
とともに、電極やセパレータ板と燃料側流路板との接触
抵抗を長期にわたり低い値に維持できるような溶融炭酸
塩形燃料電池用燃料側流路板を得ることを目的とする。
たもので、電解質の消耗を著しく減少することができる
とともに、電極やセパレータ板と燃料側流路板との接触
抵抗を長期にわたり低い値に維持できるような溶融炭酸
塩形燃料電池用燃料側流路板を得ることを目的とする。
この発明に係る溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側流路板は
、燃料ガスの流路となる燃料側流路基板を、上記燃料ガ
スおよび電解質に対して安定な導電性材料で被覆したも
のである。
、燃料ガスの流路となる燃料側流路基板を、上記燃料ガ
スおよび電解質に対して安定な導電性材料で被覆したも
のである。
この発明Ｉ：おける燃料側流路基板に被覆された導電性
材料は、電池運転中に上記燃料側流路基板が燃料ガスや
電解質と反応するのを防ぎ、導電性材料自身は燃料ガス
や電解質と反応しない。ゆえに、燃料側流路板との反応
に起因する電解質の消耗を防ぎ、電極やセパレータ板な
どとの接触抵抗の増加を防ぐ。
材料は、電池運転中に上記燃料側流路基板が燃料ガスや
電解質と反応するのを防ぎ、導電性材料自身は燃料ガス
や電解質と反応しない。ゆえに、燃料側流路板との反応
に起因する電解質の消耗を防ぎ、電極やセパレータ板な
どとの接触抵抗の増加を防ぐ。
以下、この発明の一実施例を図をもとじ説明する。第１
図はこの発明の一実施例による燃料側流路板の一部を拡
大して示す断面図である。図において、＋９１は燃料側
流路基板、ＱＯＩは燃料ガスおよび電解質に対して安定
な導電性材料である。
図はこの発明の一実施例による燃料側流路板の一部を拡
大して示す断面図である。図において、＋９１は燃料側
流路基板、ＱＯＩは燃料ガスおよび電解質に対して安定
な導電性材料である。
上記燃料側流路板は、あらかじめ波型に成形した燃料側
流路基板（９）例えばステンレス板にサンドブラストを
施した後、燃料ガスおよび電解質に対して安定な導電性
材料部例えばニッケル粉末を用いてプラズマ溶射を両面
に０．０３ ｆｉ以上行なうことによって得られる。
流路基板（９）例えばステンレス板にサンドブラストを
施した後、燃料ガスおよび電解質に対して安定な導電性
材料部例えばニッケル粉末を用いてプラズマ溶射を両面
に０．０３ ｆｉ以上行なうことによって得られる。
上記のように構成された溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側
流路板（２ａ） 、 （２ｂ）は、第２図に示すように
、燃料側電極（３ａ）、（３ｂ）と端板（１）またはセ
パレータ板（７）との間に介在し、燃料ガスの流路な確
保すると共に、電流を流す役割をする。その時、ニッケ
ルの被覆層Ｑ（Ｍは燃料極雰囲気下で燃料ガスおよび電
解質に対して安定であるので、電解質の消耗を伴わず、
電極（３ａ）、 （３ｂ）やセパレータ板（７）などと
の接触抵抗も増大しない。
流路板（２ａ） 、 （２ｂ）は、第２図に示すように
、燃料側電極（３ａ）、（３ｂ）と端板（１）またはセ
パレータ板（７）との間に介在し、燃料ガスの流路な確
保すると共に、電流を流す役割をする。その時、ニッケ
ルの被覆層Ｑ（Ｍは燃料極雰囲気下で燃料ガスおよび電
解質に対して安定であるので、電解質の消耗を伴わず、
電極（３ａ）、 （３ｂ）やセパレータ板（７）などと
の接触抵抗も増大しない。
１ なお、上記実施例では燃料ガスおよび電解
質に対して安定である導電性材料部としてニッケルを用
いているが他に銅やモネル合金などを用いてもよい。
質に対して安定である導電性材料部としてニッケルを用
いているが他に銅やモネル合金などを用いてもよい。
また、燃料側流路基板（９１材料として上記実施例では
ステンレス鋼を使用したものを示したが、ニッケル基合
金、低合金鋼、セラミックスなどを用いてもよく、セラ
ミックスを用いる場合は例えば流路基板１９＋に多数の
貫通孔を設け、これら貫通孔を通って導電するように構
成するとよい。
ステンレス鋼を使用したものを示したが、ニッケル基合
金、低合金鋼、セラミックスなどを用いてもよく、セラ
ミックスを用いる場合は例えば流路基板１９＋に多数の
貫通孔を設け、これら貫通孔を通って導電するように構
成するとよい。
さらに、上記実施例においては溶射（二よって燃料側流
路基板＋９１を燃料ガスおよび電解質に対して安定な導
電性材料０１で被覆した場合について説明したか、メッ
キ、真空蒸着、ＯＶＤなどの方法によっても同様の効果
を得ることができる。
路基板＋９１を燃料ガスおよび電解質に対して安定な導
電性材料０１で被覆した場合について説明したか、メッ
キ、真空蒸着、ＯＶＤなどの方法によっても同様の効果
を得ることができる。
以上のように、この発明（二よれば、燃料ガスの流路と
なる燃料側流路基板を、上記燃料ガスおよび電解質に対
して安定な導電性材料で被覆したので、上記燃料側流路
基板が燃料ガスや電解質と反応するのを防止でき、その
結果、電解質の消耗を防ぐと共に燃料側流路板と電極や
セパレータ板などとの接触抵抗の増加を防ぐことができ
る効果がある。
なる燃料側流路基板を、上記燃料ガスおよび電解質に対
して安定な導電性材料で被覆したので、上記燃料側流路
基板が燃料ガスや電解質と反応するのを防止でき、その
結果、電解質の消耗を防ぐと共に燃料側流路板と電極や
セパレータ板などとの接触抵抗の増加を防ぐことができ
る効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料側流路板の一部
を拡大して示す断面図、第２図は一般の溶融炭酸塩形燃
料電池を示す斜視図である。 図１− オイテ、ｉｌｌ 、 １８１ハ端板、（２ａ）
、（２ｂ）は燃料側流路板、（３ａ）、（３ｂ）は燃料
側電極、（４ａ） 、 （４ｂ）は電解質層、（５ａ）
、 （５ｂ）は酸化剤側電極、 （６ａ）。 （６ｂ）は酸化剤側流路板、（７）はセパレータ板、１
９１は燃料側流路基板、ｔｌｌは燃料ガスおよび電解質
に対して安定な導電性材料である。
を拡大して示す断面図、第２図は一般の溶融炭酸塩形燃
料電池を示す斜視図である。 図１− オイテ、ｉｌｌ 、 １８１ハ端板、（２ａ）
、（２ｂ）は燃料側流路板、（３ａ）、（３ｂ）は燃料
側電極、（４ａ） 、 （４ｂ）は電解質層、（５ａ）
、 （５ｂ）は酸化剤側電極、 （６ａ）。 （６ｂ）は酸化剤側流路板、（７）はセパレータ板、１
９１は燃料側流路基板、ｔｌｌは燃料ガスおよび電解質
に対して安定な導電性材料である。
Claims (2)
- （１）燃料ガスの流路となる燃料側流路基板を、上記燃
料ガスおよび電解質に対して安定な導電性材料で被覆し
た溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側流路板。 - （２）燃料ガスおよび電解質に対して安定な導電性材料
はニッケル、銅、およびモネル合金のうちの少なくとも
一種である特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩形燃
料電池用燃料側流路板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109814A JPS61267269A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側流路板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109814A JPS61267269A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側流路板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61267269A true JPS61267269A (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=14519882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60109814A Pending JPS61267269A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 溶融炭酸塩形燃料電池用燃料側流路板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61267269A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112669A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| NL1001858C2 (nl) * | 1994-12-08 | 1998-08-11 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Tweepolige plaat voor brandstofcellen. |
-
1985
- 1985-05-21 JP JP60109814A patent/JPS61267269A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112669A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| NL1001858C2 (nl) * | 1994-12-08 | 1998-08-11 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Tweepolige plaat voor brandstofcellen. |
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