JPS62154574A - 溶融炭酸塩燃料電池の製造方法 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池の製造方法Info
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- JPS62154574A JPS62154574A JP60295421A JP29542185A JPS62154574A JP S62154574 A JPS62154574 A JP S62154574A JP 60295421 A JP60295421 A JP 60295421A JP 29542185 A JP29542185 A JP 29542185A JP S62154574 A JPS62154574 A JP S62154574A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
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- H01M4/8885—Sintering or firing
-
- 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
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- H01M8/144—Fuel cells with fused electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/145—Fuel cells with fused electrolytes characterised by the electrolyte material comprising carbonates
-
- 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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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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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〕
この発明は、アノードおよびカソードからなる一対のガ
ス拡散性電極と、これら電極に挾持された電解値タイル
を有する溶融炭酸塩燃料電池の製造方法に関する。
ス拡散性電極と、これら電極に挾持された電解値タイル
を有する溶融炭酸塩燃料電池の製造方法に関する。
溶融炭酸塩燃料電池(以下の本文ではMCFCという)
は動作温度が高く、腐食性の強い溶融炭酸塩を使用して
いる。よって電池構成部材の一つである電極には種々の
要求性能が課せられている1MCFC電極材料に対する
一般的な要求特性をまとめると以下のようになる。
は動作温度が高く、腐食性の強い溶融炭酸塩を使用して
いる。よって電池構成部材の一つである電極には種々の
要求性能が課せられている1MCFC電極材料に対する
一般的な要求特性をまとめると以下のようになる。
まずアノード電極は、
(1)ガス雰囲気に対して化学的に安定であること。
(2)耐熱性とくにクリープ強度が高いこと。
(3)運転時に耐焼結性があること(空孔率、空孔径な
どの経時変化がないこと)。
どの経時変化がないこと)。
(4)急激な電解値流入がなく、ガスと反応できること
。
。
(5)電子伝導性が高いこと。
(6)安価であること。
次にカソード電極は、
(1)耐食性、耐酸化性があること。
(2) @、激な電解値流入がなく、ガスと反応できる
こと。
こと。
(3)安価であること。
一般に、アノード電画には多孔値のNi電極板が主に用
いられている。これはNiが耐食性と・導電性をバラン
スよく具備し、かつ安価なためである。
いられている。これはNiが耐食性と・導電性をバラン
スよく具備し、かつ安価なためである。
一方、カソード電甑には多孔値のNi 板を使用する場
合と多孔値のNiO板を使用する2つの方法が採用され
ている。Ni[%板をカソードに用いて電池を構成した
場合は、?に池の運転下で酸化されてNiOになるとと
もに電解値(Ll 2CO3) との反応でリチウム
化される。この過程でNi1fii板が粉化崩壊したり
、電極板内部にa解値が流入しすぎてガス拡散性が低下
して電池性能を劣化させるという問題が発生する場合も
ある。これに対し、NiOを出発原料としたカソード電
極はNi電極板より耐食性に優れるという特長を有する
が、NiOは雅焼結性物噴であるため多孔値体の製造が
難しいという欠点をもっている。従来、Ni0g極板の
製造法としては■テープキャスティング法でシートを作
成し、それを高温焼結する方法■金型成形によってNi
Oの成形体を得、これを高温焼結する方法などつSある
。■の方法によれば、均一な厚さをもち電気化学的に活
性の高いNiO電極板を得ることは可能であるが、工程
が複雑で経済性(こ劣ることに加えて原料粉末に適した
。T塑剤1分散剤および溶剤などの種類や組成の選定が
難かしく、また製造工程上の管理が困難であるという欠
点をもっている。■の方法は、工程が単純で経済性に富
むが、MCFCで必要とする薄くて大面積のtへ板の製
造は困難である。
合と多孔値のNiO板を使用する2つの方法が採用され
ている。Ni[%板をカソードに用いて電池を構成した
場合は、?に池の運転下で酸化されてNiOになるとと
もに電解値(Ll 2CO3) との反応でリチウム
化される。この過程でNi1fii板が粉化崩壊したり
、電極板内部にa解値が流入しすぎてガス拡散性が低下
して電池性能を劣化させるという問題が発生する場合も
ある。これに対し、NiOを出発原料としたカソード電
極はNi電極板より耐食性に優れるという特長を有する
が、NiOは雅焼結性物噴であるため多孔値体の製造が
難しいという欠点をもっている。従来、Ni0g極板の
製造法としては■テープキャスティング法でシートを作
成し、それを高温焼結する方法■金型成形によってNi
Oの成形体を得、これを高温焼結する方法などつSある
。■の方法によれば、均一な厚さをもち電気化学的に活
性の高いNiO電極板を得ることは可能であるが、工程
が複雑で経済性(こ劣ることに加えて原料粉末に適した
。T塑剤1分散剤および溶剤などの種類や組成の選定が
難かしく、また製造工程上の管理が困難であるという欠
点をもっている。■の方法は、工程が単純で経済性に富
むが、MCFCで必要とする薄くて大面積のtへ板の製
造は困難である。
本発明の目的は、NiO電極板の新しい製造方法を確立
し、経済性に優れかつ高活性で安定な電池性能を発揮で
きるカソード1itiで構成したM CFCを提供する
ことにある。
し、経済性に優れかつ高活性で安定な電池性能を発揮で
きるカソード1itiで構成したM CFCを提供する
ことにある。
この目的は本発明によれば、NiO粉末と木材パルプを
水中で混合して抄造に適する水性スラIJ−となし、凝
集剤を添加して粉末をパルプに吸着凝集せしめ抄造する
ことによって板状の成形物を得、該成形物を酸化雰囲気
中で1300°〜1600℃の温度範囲で焼結して多孔
値のNiO電極としてのカソードを形成し、このカソー
ドとアノードとの間に醒解質タイルを介在させて単位電
池を構成することにより達成される。
水中で混合して抄造に適する水性スラIJ−となし、凝
集剤を添加して粉末をパルプに吸着凝集せしめ抄造する
ことによって板状の成形物を得、該成形物を酸化雰囲気
中で1300°〜1600℃の温度範囲で焼結して多孔
値のNiO電極としてのカソードを形成し、このカソー
ドとアノードとの間に醒解質タイルを介在させて単位電
池を構成することにより達成される。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
(N試料の調整
NiO粉末(関東化学(株)製・特級試秦)45部木材
パルプ 5部水
10
ω部(至)凝集剤 ポリアクリルアミド系アニオン凝集剤 0.1%水溶液(三洋化成(株)製、商 30部品名
「サンフロックAH200PJ) ポリアクリルアミド系カチオン凝集剤 0.1%水溶液(三洋化成(a:)製、a 20部品
名「サンフロックC−QQ(目J1 21桿、1〈の容器に水500部と木材パルプ5部を入
れ、10〜20分攪1−rシて水1こ十分分散させて、
そこへあらかじめ500部の水中でボールミルにより十
分粉砕され平均わl任1〜IOJ!allに調整された
N i (、)粉末45 ’、’、Jiを3むスラリー
を711]えて5〜10分はど攪十半し、水性スラリー
を作る。その中へあらかじめ作っておいたポリアクリル
アミド系アニオンU+剤(0,1%水溶液)を30部添
加し、1分はど攪拌し、さらにあるかしめ作っておいた
ポリアクリルアミド系カチオン凝集剤10.1チ水溶液
)を20部添加し、1分はど攪拌し、凝集フロックを作
成する。
パルプ 5部水
10
ω部(至)凝集剤 ポリアクリルアミド系アニオン凝集剤 0.1%水溶液(三洋化成(株)製、商 30部品名
「サンフロックAH200PJ) ポリアクリルアミド系カチオン凝集剤 0.1%水溶液(三洋化成(a:)製、a 20部品
名「サンフロックC−QQ(目J1 21桿、1〈の容器に水500部と木材パルプ5部を入
れ、10〜20分攪1−rシて水1こ十分分散させて、
そこへあらかじめ500部の水中でボールミルにより十
分粉砕され平均わl任1〜IOJ!allに調整された
N i (、)粉末45 ’、’、Jiを3むスラリー
を711]えて5〜10分はど攪十半し、水性スラリー
を作る。その中へあらかじめ作っておいたポリアクリル
アミド系アニオンU+剤(0,1%水溶液)を30部添
加し、1分はど攪拌し、さらにあるかしめ作っておいた
ポリアクリルアミド系カチオン凝集剤10.1チ水溶液
)を20部添加し、1分はど攪拌し、凝集フロックを作
成する。
以上のようにして凝集した試料を抄造して、30011
ml角で厚み0.75 mの板状成形物にする。
ml角で厚み0.75 mの板状成形物にする。
この成形物を乾燥したのち、電気いに入れ酸化3曲気中
で常温から100°C,/Hの速度で加熱すると400
0〜600°Cの範囲で木(・tベルブ、凝集剤は焼失
気化して細孔で迷路のような気孔をもつ多孔体となる。
で常温から100°C,/Hの速度で加熱すると400
0〜600°Cの範囲で木(・tベルブ、凝集剤は焼失
気化して細孔で迷路のような気孔をもつ多孔体となる。
その侵、1500℃まで昇温しこの温度で2時間護持す
るこ乏て多孔値のNiO電へ板を1υだ、。
るこ乏て多孔値のNiO電へ板を1υだ、。
この工程で得たi’J i O電(K板の空孔率1ま5
7幅、平均空孔半fk fl 5゜’31irrr 、
曲げ・勺すは1.9に7/+u4であった。この曲
げ強さについては、[司種のNi0yj9禾を用いてテ
ープ−1=ヤステイング去で製作した空孔−ぢ45チの
NiO心作板のそれは2.3に9/スdであるから、は
ぼ同等と′f4J断される。
7幅、平均空孔半fk fl 5゜’31irrr 、
曲げ・勺すは1.9に7/+u4であった。この曲
げ強さについては、[司種のNi0yj9禾を用いてテ
ープ−1=ヤステイング去で製作した空孔−ぢ45チの
NiO心作板のそれは2.3に9/スdであるから、は
ぼ同等と′f4J断される。
本発明の方法において、NiO粉末を吸着凝集するため
の有機蛾オ#値パルプとしては木材パルプを用いた。こ
の理由は木材パルプは繊維径か細く、繊維同志の絡みが
多くかつ安価であるためである。
の有機蛾オ#値パルプとしては木材パルプを用いた。こ
の理由は木材パルプは繊維径か細く、繊維同志の絡みが
多くかつ安価であるためである。
木材パルプの添加オは所期の目的とするidj板の空孔
不によって変化するが、本発明で意図する;楔板の製造
に当っては、焼結前の成形物の乾燥前金重量に対して3
〜15チが好しい範囲であった。
不によって変化するが、本発明で意図する;楔板の製造
に当っては、焼結前の成形物の乾燥前金重量に対して3
〜15チが好しい範囲であった。
また、前記実施例では厚さ0.75 suの成形物tこ
ついて述べたが、本発明の方法に従えば厚さ0゜5〜2
yxbrの成形物は製造可能である。この成形物を焼
結するための昇温速度は50°〜200℃/H,焼結温
度は13000〜1600℃およびその際の保持は1〜
5時間の範囲であれば所期の目的を達成できることを確
認した。
ついて述べたが、本発明の方法に従えば厚さ0゜5〜2
yxbrの成形物は製造可能である。この成形物を焼
結するための昇温速度は50°〜200℃/H,焼結温
度は13000〜1600℃およびその際の保持は1〜
5時間の範囲であれば所期の目的を達成できることを確
認した。
以上の実r1例で得たNiO電極板をカソードとして、
このカソードとアノードとの間tこ電解質タイルを介在
させて単位電池を構成し、その電池性能を調べた。単位
電池は、直径50關、厚さ2.01148の電解イ直タ
イルを直径が351肩で、あるカソードとアノード間l
こ配置し、燃料室および酸1ヒ剤室を備え、がつ果′直
子を兼ねたハウジングでXw板と電解値タイルを両面か
ら押しつけた構造の単1池を構成した。この際、使用し
7た電解価々イアしはホットプレス法で姿令したもので
、γ−リチウムアルミネートと共晶組成電解値(47,
5wt’第L 12C0352−5w t % K
2 C03)の割合は50対50(重贋比)であり、そ
のかさ密tyは2.33g/吊である。
このカソードとアノードとの間tこ電解質タイルを介在
させて単位電池を構成し、その電池性能を調べた。単位
電池は、直径50關、厚さ2.01148の電解イ直タ
イルを直径が351肩で、あるカソードとアノード間l
こ配置し、燃料室および酸1ヒ剤室を備え、がつ果′直
子を兼ねたハウジングでXw板と電解値タイルを両面か
ら押しつけた構造の単1池を構成した。この際、使用し
7た電解価々イアしはホットプレス法で姿令したもので
、γ−リチウムアルミネートと共晶組成電解値(47,
5wt’第L 12C0352−5w t % K
2 C03)の割合は50対50(重贋比)であり、そ
のかさ密tyは2.33g/吊である。
アノードには多孔値のNitltMAlffiを用いた
。かかる単電池に、燃料ガス組成は’(2+29%Co
2.酸化剤ガス組成はAir+30%CO2からなる
ガスを0.511rninの流量で倶給し、常圧650
°Gで電流−電圧関係を測定した。
。かかる単電池に、燃料ガス組成は’(2+29%Co
2.酸化剤ガス組成はAir+30%CO2からなる
ガスを0.511rninの流量で倶給し、常圧650
°Gで電流−電圧関係を測定した。
第1図に試験結果を示す。α流密度が150mA/dの
とき、750mV以上の電池電圧を得ている。
とき、750mV以上の電池電圧を得ている。
この値は、既知データ、−1二同等かそれ以上であり、
本発明の優位性を確認した。
本発明の優位性を確認した。
以上説明したように、本発明によればNiQ粉末と木材
パルプを水中で混合して水性スラリーとし、これに凝集
剤を添加して抄造により板状の成形物を形成し、これを
高温焼結することにより木材パルプを焼失気化させ、そ
のあとNiOだけの焼結体を形成し、これをMCFCの
カソード電極として用いろことで電池性能に優れたへ(
CF Cを構成できる。
パルプを水中で混合して水性スラリーとし、これに凝集
剤を添加して抄造により板状の成形物を形成し、これを
高温焼結することにより木材パルプを焼失気化させ、そ
のあとNiOだけの焼結体を形成し、これをMCFCの
カソード電極として用いろことで電池性能に優れたへ(
CF Cを構成できる。
また、不発切に関するカソード電極を得る妻造方法は従
来法より工程を命素化でき、かつ電極板の大型化も容易
であるので、MCFCの1り一モ済性の同上および大型
化にも効果を発揮できる。
来法より工程を命素化でき、かつ電極板の大型化も容易
であるので、MCFCの1り一モ済性の同上および大型
化にも効果を発揮できる。
第1図は本発明のNiOtCi板をカソードに用いて構
成した単電池での′π流−1!圧関係を示す罎ス:iJ
2パノ]ツー 山 c 込:、1.、1. 、i
ゝ・−7 電土想尺 (−nAlc矧2) 第 1 a
成した単電池での′π流−1!圧関係を示す罎ス:iJ
2パノ]ツー 山 c 込:、1.、1. 、i
ゝ・−7 電土想尺 (−nAlc矧2) 第 1 a
Claims (1)
- NiO粉末と木材パルプを水中で混合して抄造に適する
水性スラリーとなし、凝集剤を添加して粉末をパルプに
吸着凝集せしめ抄造することによつて板状の成形物を得
、該成形物を酸化雰囲気中で高温焼結してカソードを形
成し、このカソードとアノードとの間に電解質タイルを
介在させて単位電池を構成することを特徴とする溶融炭
酸塩燃料電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60295421A JPS62154574A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 溶融炭酸塩燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60295421A JPS62154574A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 溶融炭酸塩燃料電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62154574A true JPS62154574A (ja) | 1987-07-09 |
JPH0548581B2 JPH0548581B2 (ja) | 1993-07-21 |
Family
ID=17820386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60295421A Granted JPS62154574A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 溶融炭酸塩燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62154574A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06327227A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Tokyo Buhin Kogyo Kk | 電磁リターダ |
JPH07143732A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Sawafuji Electric Co Ltd | リターダ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58119161A (ja) * | 1982-01-07 | 1983-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶融塩燃料電池用電極の製造法 |
JPS60195875A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-04 | Oji Paper Co Ltd | リブ付き多孔質炭素電極 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60295421A patent/JPS62154574A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58119161A (ja) * | 1982-01-07 | 1983-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶融塩燃料電池用電極の製造法 |
JPS60195875A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-04 | Oji Paper Co Ltd | リブ付き多孔質炭素電極 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0548581B2 (ja) | 1993-07-21 |
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