JPS61277169A - 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造Info
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- JPS61277169A JPS61277169A JP60117981A JP11798185A JPS61277169A JP S61277169 A JPS61277169 A JP S61277169A JP 60117981 A JP60117981 A JP 60117981A JP 11798185 A JP11798185 A JP 11798185A JP S61277169 A JPS61277169 A JP S61277169A
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- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-fuel cells
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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
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
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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
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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】
（発明の属する技術分野〕
本発明は、電解質を容易に補給できる溶融炭酸塩型燃料
電池のセル構造に関する。
電池のセル構造に関する。
一般の溶融炭酸塩型燃料電池は、第３図に示すように、
電解質板３を挟んで配置された十電極５、−電極４、ガ
ス分離板ｌ及び２）集電板６等から構成されている。電
解質板３は、電解質としてのＬｉｔＣＯｓ、ＫｔＧＯ３
等に代表される炭酸塩と、リチウムアルミネートやマグ
ネシア等に代表される電解質保持材とから成り、電極反
応に必要なイオン導電性を持つことが要求される。しか
し、溶融炭酸塩型燃料電池は、他のｇ４酸型燃料電池と
同様に、長期間運転を行うと炭酸塩が蒸発や飛散し、該
燃料電池に要求されている電解質量に不足を来し、電池
としての特性の低下や反応ガスのクロスリークが起き、
燃料電池として不具合が生じるため電解質の補給が必要
となる。
電解質板３を挟んで配置された十電極５、−電極４、ガ
ス分離板ｌ及び２）集電板６等から構成されている。電
解質板３は、電解質としてのＬｉｔＣＯｓ、ＫｔＧＯ３
等に代表される炭酸塩と、リチウムアルミネートやマグ
ネシア等に代表される電解質保持材とから成り、電極反
応に必要なイオン導電性を持つことが要求される。しか
し、溶融炭酸塩型燃料電池は、他のｇ４酸型燃料電池と
同様に、長期間運転を行うと炭酸塩が蒸発や飛散し、該
燃料電池に要求されている電解質量に不足を来し、電池
としての特性の低下や反応ガスのクロスリークが起き、
燃料電池として不具合が生じるため電解質の補給が必要
となる。
燐酸型燃料電池では、室温において電解質が液体である
ため電解質含浸の作業がし易く、直接電解質仮に注入し
たりできるが、溶融炭酸塩型燃料電池では室温において
電解質が固体であるため室温で電解質板へ直接補給する
ことは困難であった。
ため電解質含浸の作業がし易く、直接電解質仮に注入し
たりできるが、溶融炭酸塩型燃料電池では室温において
電解質が固体であるため室温で電解質板へ直接補給する
ことは困難であった。
更に、燃料電池ではセル内部のガスが外界に漏れるのを
防ぐためにセル内部と外界との間でガスシールの必要性
があるが、溶融炭酸塩型燃料電池では、燐酸型燃料電池
やアルカリ型燃料電池に用いられるゴムで代表されるシ
ール用有機物質が高温のため使用できず、電解質自体の
浸透性を利用したウェットシールという手法を用いてい
る。このウェットシールは、燃料電池の運転時に電解質
板中の電解質がガス分離板と電解質板の間隙に浸み込み
、セル内ガスの外部への流出を防ぐ。このようなウェッ
トシール部は第３図において７で示される。
防ぐためにセル内部と外界との間でガスシールの必要性
があるが、溶融炭酸塩型燃料電池では、燐酸型燃料電池
やアルカリ型燃料電池に用いられるゴムで代表されるシ
ール用有機物質が高温のため使用できず、電解質自体の
浸透性を利用したウェットシールという手法を用いてい
る。このウェットシールは、燃料電池の運転時に電解質
板中の電解質がガス分離板と電解質板の間隙に浸み込み
、セル内ガスの外部への流出を防ぐ。このようなウェッ
トシール部は第３図において７で示される。
したがって、このようなシール手法においては、常温で
は固化されたシールのため固体の電解質は外部から補給
しにくいという欠点があった。
は固化されたシールのため固体の電解質は外部から補給
しにくいという欠点があった。
また、積層しない単セル型の燃料電池では、第４図に示
すように、アノード側のガス分離板Ｉのウェットシール
部に六８をあけ、それに電解質補給管９を付け、固体の
炭酸塩１０を投入することにより電解質の補給を行う方
法もある。しかし、華セルの場合にはこの方法で良いが
、積層型の溶融炭酸塩型燃料電池では電解質補給管の数
が増え、その補給管は各ガス分離板（各単電池）の電位
が係っているため電解質補給管同士の接触による電池短
絡の可能性があり、その絶縁を図るためなどの点からセ
ルの構成上複雑となる欠点があった。
すように、アノード側のガス分離板Ｉのウェットシール
部に六８をあけ、それに電解質補給管９を付け、固体の
炭酸塩１０を投入することにより電解質の補給を行う方
法もある。しかし、華セルの場合にはこの方法で良いが
、積層型の溶融炭酸塩型燃料電池では電解質補給管の数
が増え、その補給管は各ガス分離板（各単電池）の電位
が係っているため電解質補給管同士の接触による電池短
絡の可能性があり、その絶縁を図るためなどの点からセ
ルの構成上複雑となる欠点があった。
本発明は、積層型の燃料電池でも、液絡することなく液
を補給することができる溶融炭酸塩型燃料電池のセル構
造を提供することを目的とする。
を補給することができる溶融炭酸塩型燃料電池のセル構
造を提供することを目的とする。
本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池において、ガス分離板
と電極との間に配置される波型の穴あき集電板の凹部に
補給用電解質を置けるようにし、運転時に不足してくる
電解質を外部から補給できるようにしたところにある。
と電極との間に配置される波型の穴あき集電板の凹部に
補給用電解質を置けるようにし、運転時に不足してくる
電解質を外部から補給できるようにしたところにある。
即ち、本発明は、電解質板を挟んでアノード側及びカソ
ード側にそれぞれ電極、ガス室、ガス分離板及び該ガス
室内で電極とガス分離板に接するように複数の凹凸をつ
けた波型集電板を配置してなる溶融炭酸塩型燃料電池に
おいて、アノード側集電板の凹部に電解質を配備したこ
とを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造に係る
。
ード側にそれぞれ電極、ガス室、ガス分離板及び該ガス
室内で電極とガス分離板に接するように複数の凹凸をつ
けた波型集電板を配置してなる溶融炭酸塩型燃料電池に
おいて、アノード側集電板の凹部に電解質を配備したこ
とを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造に係る
。
本発明に従うセル構造においては、さらに７ノード側集
電板に複数の穴があけられる。これによって−電極の細
孔に融解した電解質が浸み込み、更に電解質仮に接する
ことになるとともに、−電極で発生した電気をガス分離
板に伝えること、アノードガスを電極に均一に分配でき
ることが可能となる。更に好ましい具体例においては、
−電極に複数の穴があけられる。これによって電解質板
への電解質の通りが一層良くなり、電解質の補給が容易
となる。
電板に複数の穴があけられる。これによって−電極の細
孔に融解した電解質が浸み込み、更に電解質仮に接する
ことになるとともに、−電極で発生した電気をガス分離
板に伝えること、アノードガスを電極に均一に分配でき
ることが可能となる。更に好ましい具体例においては、
−電極に複数の穴があけられる。これによって電解質板
への電解質の通りが一層良くなり、電解質の補給が容易
となる。
本発明のセル構造における集電機の凹部への電解質の補
給は、炭酸塩の微粉末を水、アルコール、ケトン等の蒸
発性液体でスラリーとしたもの、又は棒状としたものを
充填することによって行われる。
給は、炭酸塩の微粉末を水、アルコール、ケトン等の蒸
発性液体でスラリーとしたもの、又は棒状としたものを
充填することによって行われる。
以下、本発明を実施例によって詳述する。
なお、以下の説明において、電解質液はりチウムアルミ
ネート等からなる基材に電解質を含浸してなるマトリッ
クス型のものについて説明する。
ネート等からなる基材に電解質を含浸してなるマトリッ
クス型のものについて説明する。
第１図は、本発明に従う溶融炭酸塩型燃料電池のセル構
造の一興体例の断面図を示す。このセル構造においては
、−電極４が電解質マトリックス３′を挟んで十電極５
の上に配置されており、更にガス分離板１及び２がそれ
ぞれ配置され、その間にアノードガス室１１及びカソー
ドガス室１２が形成されており、アノードガス室１１に
は波型でかつ複数の穴の開いた集電板１３があり、多孔
質体の一電極４とガス分離板１に接している。この集電
板の目的は、−電極４で発生した電気をガス分離板１に
伝えることと、アノードガスを電極に均等に分配するこ
とを目的とする。また、カソードガス室内には波型の集
電板６が配置される。
造の一興体例の断面図を示す。このセル構造においては
、−電極４が電解質マトリックス３′を挟んで十電極５
の上に配置されており、更にガス分離板１及び２がそれ
ぞれ配置され、その間にアノードガス室１１及びカソー
ドガス室１２が形成されており、アノードガス室１１に
は波型でかつ複数の穴の開いた集電板１３があり、多孔
質体の一電極４とガス分離板１に接している。この集電
板の目的は、−電極４で発生した電気をガス分離板１に
伝えることと、アノードガスを電極に均等に分配するこ
とを目的とする。また、カソードガス室内には波型の集
電板６が配置される。
穴あき集電板１３の凹部にはＬｉｚＣＯｚ：ＫｚＣＯＪ
２／３８モル％の共晶組成の炭酸塩の微粉末をアルコー
ルで練ったスラリー状の補給用電解質１０がある。
２／３８モル％の共晶組成の炭酸塩の微粉末をアルコー
ルで練ったスラリー状の補給用電解質１０がある。
運転時には、セルの温度が上がるためアルコールが蒸発
して電解質のみとなり、また５００℃以上では電解質が
融解する。集電板１３には穴がおいているため一電極４
の細孔に融解した電解質が浸み込み、更に電解質マトリ
ックス３′に接する。−電極４は電解質との親和性が小
さく、電解質マトリックス３′の方が電解質保持能力が
優れているため、電解質は一電極４から細孔を通じて電
解質マトリックス３′に移動し、電解質の補給が行われ
る。
して電解質のみとなり、また５００℃以上では電解質が
融解する。集電板１３には穴がおいているため一電極４
の細孔に融解した電解質が浸み込み、更に電解質マトリ
ックス３′に接する。−電極４は電解質との親和性が小
さく、電解質マトリックス３′の方が電解質保持能力が
優れているため、電解質は一電極４から細孔を通じて電
解質マトリックス３′に移動し、電解質の補給が行われ
る。
電解質は、アルコールスラリーの他に、水、ケトン等の
蒸発性液体のスラリーとして、或いは棒状に成形して供
給することもできる。
蒸発性液体のスラリーとして、或いは棒状に成形して供
給することもできる。
第２図は、第１図に示したセル構造の変形具体例であっ
て、−電極として、複数の穴をあけた穴あき一電極１４
を用いるものである。この穴あき一電極１４の採用によ
って電解質マトリックス３′への電解質の通りが第１図
のセル構造よりも一層良くなる。
て、−電極として、複数の穴をあけた穴あき一電極１４
を用いるものである。この穴あき一電極１４の採用によ
って電解質マトリックス３′への電解質の通りが第１図
のセル構造よりも一層良くなる。
本発明によれば、凹凸のついた穴あき集電板の凹部に電
解質を置くことにより、電極を通して電解質マトリック
スに電解質を液絡を生じることなく補給することができ
、積層型燃料電池に適したセル構造を提供することがで
きる。
解質を置くことにより、電極を通して電解質マトリック
スに電解質を液絡を生じることなく補給することができ
、積層型燃料電池に適したセル構造を提供することがで
きる。
第１図は、本発明に従う溶融炭酸塩型燃料電池のセル構
造の一興体例の断面図を示す。 第２図は、第１図のセル構造の変形具体例の断面図を示
す。 第３図及び第４図は、従来のセル構造の断面図を示す。 ３′・・・電解質マトリックス、 １３・・・穴あき集
電板、１４ ・・・穴あき一電極）１目 募２目 多３２ 洛９目
造の一興体例の断面図を示す。 第２図は、第１図のセル構造の変形具体例の断面図を示
す。 第３図及び第４図は、従来のセル構造の断面図を示す。 ３′・・・電解質マトリックス、 １３・・・穴あき集
電板、１４ ・・・穴あき一電極）１目 募２目 多３２ 洛９目
Claims (3)
- （１）電解質板を挟んでアノード側及びカソード側にそ
れぞれ電極、ガス室、ガス分離板及び該ガス室内で電極
とガス分離板に接するように複数の凹凸をつけた集電板
を配置してなる溶融炭酸塩型燃料電池において、アノー
ド側集電板の凹部に電解質を配備したことを特徴とする
溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩型燃料電
池のセル構造において、アノード側集電板に複数の穴を
あけたことを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池のセル構
造。 - （３）特許請求の範囲第２項記載の溶融炭酸塩型燃料電
池のセル構造において、−電極に複数の穴をあけたこと
を特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117981A JPS61277169A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117981A JPS61277169A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61277169A true JPS61277169A (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=14725055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60117981A Pending JPS61277169A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 溶融炭酸塩型燃料電池のセル構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61277169A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62295357A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給方法 |
| JPS643964A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Hitachi Ltd | Manufacture of molten carbonate fuel cell |
| JPS6489150A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Hitachi Ltd | Molten carbonate fuel cell |
| JPH02100271A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| NL9400430A (nl) * | 1993-03-18 | 1994-10-17 | Hitachi Ltd | Brandstofcel en aanvullende elektrolythouder en werkwijze voor het aanvullen van de brandstofcel met elektrolyt. |
| EP0689258A1 (en) * | 1994-06-23 | 1995-12-27 | International Fuel Cells Corporation | Electrolyte paste for molten carbonate fuel cells |
| WO2000008703A1 (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Institute Of Gas Technology | Alternative electrode supports and gas distributors for molten carbonate fuel cell applications |
| WO2001093359A1 (de) * | 2000-05-26 | 2001-12-06 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennstoffzellenanordnung mit elektrolytreservoir |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP60117981A patent/JPS61277169A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62295357A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質補給方法 |
| JPS643964A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Hitachi Ltd | Manufacture of molten carbonate fuel cell |
| JPS6489150A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Hitachi Ltd | Molten carbonate fuel cell |
| JPH02100271A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| NL9400430A (nl) * | 1993-03-18 | 1994-10-17 | Hitachi Ltd | Brandstofcel en aanvullende elektrolythouder en werkwijze voor het aanvullen van de brandstofcel met elektrolyt. |
| US5563003A (en) * | 1993-03-18 | 1996-10-08 | Hitachi, Ltd. | Fuel cell and supplementary electrolyte container and method for supplementing fuel cell with electrolyte |
| EP0689258A1 (en) * | 1994-06-23 | 1995-12-27 | International Fuel Cells Corporation | Electrolyte paste for molten carbonate fuel cells |
| WO2000008703A1 (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Institute Of Gas Technology | Alternative electrode supports and gas distributors for molten carbonate fuel cell applications |
| US6379833B1 (en) | 1998-08-07 | 2002-04-30 | Institute Of Gas Technology | Alternative electrode supports and gas distributors for molten carbonate fuel cell applications |
| WO2001093359A1 (de) * | 2000-05-26 | 2001-12-06 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennstoffzellenanordnung mit elektrolytreservoir |
| JP2004512631A (ja) * | 2000-05-26 | 2004-04-22 | エム・テー・ウー・シーエフシー・ソルーションズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 電解質貯蔵槽を有する燃料電池配置 |
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