JPS62165869A - 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法Info
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- JPS62165869A JPS62165869A JP61006423A JP642386A JPS62165869A JP S62165869 A JPS62165869 A JP S62165869A JP 61006423 A JP61006423 A JP 61006423A JP 642386 A JP642386 A JP 642386A JP S62165869 A JPS62165869 A JP S62165869A
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- Y02E60/50—Fuel cells
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池、特に溶融炭酸塩型の燃料電池に関し
ている。
ている。
燃料電池は、外部から連続的に供給される燃料と酸化剤
とを電気化学的に反応させることにより直接電気エネル
ギーに変換する発電装置であり、従来の発電方式のよう
にエネルギーの機械的変換過程がないため、高いエネル
ギー変換効率が得られ、また、作動温度が低く、かつ静
止型発電装置であるために、他の発電方式に較べて、公
害汚染、騒音規制に制約されることがなく、環境調和性
が良く、立地条件の面で有利であるなどの利点を有する
。
とを電気化学的に反応させることにより直接電気エネル
ギーに変換する発電装置であり、従来の発電方式のよう
にエネルギーの機械的変換過程がないため、高いエネル
ギー変換効率が得られ、また、作動温度が低く、かつ静
止型発電装置であるために、他の発電方式に較べて、公
害汚染、騒音規制に制約されることがなく、環境調和性
が良く、立地条件の面で有利であるなどの利点を有する
。
燃料電池の構成は、酸素を供給する空気極（カルード）
と電解質を保持する電解質板及び燃料が供給される燃料
極（アノード）の３つの要素から成り立っている。
と電解質を保持する電解質板及び燃料が供給される燃料
極（アノード）の３つの要素から成り立っている。
通常の状態では、固体表面であるｉｔ接極上おいて、液
体である電解質と気体の反応ガスが供給されて三相界面
が形成され、その界面において電気化学的反応が進行し
つつ、発電が行なわれる。
体である電解質と気体の反応ガスが供給されて三相界面
が形成され、その界面において電気化学的反応が進行し
つつ、発電が行なわれる。
燃料電池の電解質の保持力が低下しはじめると。
空気極と燃料極との間の極間差圧が増大し、電解質が流
出し、そのことにより電解質不足が生じ、電池性能の低
下が起こる。さらに、電解質板の−部が電解質の含浸さ
れていない多孔質体となり電解質基板を中心にして、空
気極側から燃料極側へ酸素が、燃料極側から空気極側へ
水素がそれぞれ漏れ出す、いわゆるガスクロスオーバー
現象が発生する。この現象は電解質板に亀裂が生じた場
合にも起こる。
出し、そのことにより電解質不足が生じ、電池性能の低
下が起こる。さらに、電解質板の−部が電解質の含浸さ
れていない多孔質体となり電解質基板を中心にして、空
気極側から燃料極側へ酸素が、燃料極側から空気極側へ
水素がそれぞれ漏れ出す、いわゆるガスクロスオーバー
現象が発生する。この現象は電解質板に亀裂が生じた場
合にも起こる。
このガスクロスオーバー現象が発生すると、反応ガス（
酸素と水素）が直接燃焼反応を起し、これは電極反応と
寄与しないので、電池性能が著しく低下すると共に、安
全性の面でも問題がある。
酸素と水素）が直接燃焼反応を起し、これは電極反応と
寄与しないので、電池性能が著しく低下すると共に、安
全性の面でも問題がある。
本発明の目的は電解質の漏れを防止し、高性能、長寿命
の溶融炭酸塩型燃料電池を提供することである。
の溶融炭酸塩型燃料電池を提供することである。
本発明の目的を達成する、本発明の要旨とするところは
、溶融炭酸塩型燃料電池のガス拡散電極（空気極、燃料
極）と電解質板との界面に電気泳動法により形成した超
微粒子層を設け、この超微粒子層により電解質の漏れを
防止した燃料電池である。
、溶融炭酸塩型燃料電池のガス拡散電極（空気極、燃料
極）と電解質板との界面に電気泳動法により形成した超
微粒子層を設け、この超微粒子層により電解質の漏れを
防止した燃料電池である。
前述した通り電解質不足による電池性能低下やガスクロ
スオーバー現象は、電解質保持力の不足による電解質側
からガス拡散電極側への電解質の移動に起因する現象で
ある。そこで、電解質板に接触している方の電極表面、
あるいは電解質板の表面に電極の細孔より小さい微細孔
の層を設けてやれば、反応ガスが電解質板を通り抜けて
電極側に漏れ出しても、この微細孔層でガスの流出を阻
止することができ、また、電解質板から電解質が１！極
側へ流出してきても、この毛管力の大きい微細孔層の所
で電解質を阻止することができる。
スオーバー現象は、電解質保持力の不足による電解質側
からガス拡散電極側への電解質の移動に起因する現象で
ある。そこで、電解質板に接触している方の電極表面、
あるいは電解質板の表面に電極の細孔より小さい微細孔
の層を設けてやれば、反応ガスが電解質板を通り抜けて
電極側に漏れ出しても、この微細孔層でガスの流出を阻
止することができ、また、電解質板から電解質が１！極
側へ流出してきても、この毛管力の大きい微細孔層の所
で電解質を阻止することができる。
このような微細孔層を電極表面に設ける例として、空気
中の水蒸気又は炭酸ガスが電極本体内に侵入するのを阻
止するために多孔質の電極本体のガス側表面に蒸着法又
はスパッタリング法で、含水性又は水利性金属酸化物を
被着して金属酸化物の薄膜を形成した燃料電池（特開昭
５８−２２５５７０）がある。
中の水蒸気又は炭酸ガスが電極本体内に侵入するのを阻
止するために多孔質の電極本体のガス側表面に蒸着法又
はスパッタリング法で、含水性又は水利性金属酸化物を
被着して金属酸化物の薄膜を形成した燃料電池（特開昭
５８−２２５５７０）がある。
この例では微細孔層は形成できるが５蒸着法やスパッタ
リング法を使用するため、装置内を減圧するための減圧
装置や、付着させる固体物質を気体にするための加熱装
置が必要となる等装置が複雑になるうえに設備費が高く
なるという問題がある。
リング法を使用するため、装置内を減圧するための減圧
装置や、付着させる固体物質を気体にするための加熱装
置が必要となる等装置が複雑になるうえに設備費が高く
なるという問題がある。
これらに対し、超微粒子を電気泳動法で電極表面に付着
させる方法にすれば、装置は電極板間に電圧を印加する
定電圧電源だけですみ、装置構成が非常に簡単なものと
なる。又、両電極間には電流がほとんど流れないので電
力をほとんど消費せず経済的に微細孔層を形成すること
ができる。
させる方法にすれば、装置は電極板間に電圧を印加する
定電圧電源だけですみ、装置構成が非常に簡単なものと
なる。又、両電極間には電流がほとんど流れないので電
力をほとんど消費せず経済的に微細孔層を形成すること
ができる。
さらに、電極構成を平行平板電極系にすれば、両電極間
には平等電界が形成されるので、形成された微細孔層に
厚みむらがなく、又、電気の力、いわゆるクーロン力で
超微粒子が電極表面へ付着するので付着力も大きく、効
率よく微細孔層を形成することができる。
には平等電界が形成されるので、形成された微細孔層に
厚みむらがなく、又、電気の力、いわゆるクーロン力で
超微粒子が電極表面へ付着するので付着力も大きく、効
率よく微細孔層を形成することができる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
実施例１
第１図に本発明の基本的な実施例を示した。本実施例は
、直流定電圧電源、平行平板電極系及び溶液系から構成
される。
、直流定電圧電源、平行平板電極系及び溶液系から構成
される。
溶液１の中に負極として微細孔層を形成するＮｉ系のガ
ス拡散電極２を設け、そこから１０口の距離をおいてス
テンレス製の対向電極３をガス拡散電極２と平行に設け
である。これが正極となる。溶液は溶媒の蒸留水に、付
着されるＮｉ超微粒子４と正イオン性バインダー（セル
ロース系）を添加してよく攪拌したものである。Ｎｉ超
微粒子４の表面にはインバータの正イオン５が付着して
いる。
ス拡散電極２を設け、そこから１０口の距離をおいてス
テンレス製の対向電極３をガス拡散電極２と平行に設け
である。これが正極となる。溶液は溶媒の蒸留水に、付
着されるＮｉ超微粒子４と正イオン性バインダー（セル
ロース系）を添加してよく攪拌したものである。Ｎｉ超
微粒子４の表面にはインバータの正イオン５が付着して
いる。
この状態で、Ｎｉ系ガス拡散電極２と対向電極３との間
に直流定電圧電源６より１００Ｖの直流電圧を１５秒間
印加して平等電界を形成すると表面に正イオン５が付着
した超微粒子４は、クローン力により正極である対向電
極３側から負極であるＮｌ系ガス拡散電極２側へ移動し
、最終的にガス拡散電極２の表面へ付着する。Ｎｉ超微
粒子４が付着して形成された微細孔層の厚さは１００μ
ｍ程度である。
に直流定電圧電源６より１００Ｖの直流電圧を１５秒間
印加して平等電界を形成すると表面に正イオン５が付着
した超微粒子４は、クローン力により正極である対向電
極３側から負極であるＮｌ系ガス拡散電極２側へ移動し
、最終的にガス拡散電極２の表面へ付着する。Ｎｉ超微
粒子４が付着して形成された微細孔層の厚さは１００μ
ｍ程度である。
本実施例によれば、装置構成を簡単にできるので設備費
を小さくでき、両電極間にはほとんど電流が流れないの
で消費電力も小さくですむ。又、両電極間には平等電界
が形成されるので、短時間で厚みむらのない微細孔層を
形成することができるなどの効果がある。
を小さくでき、両電極間にはほとんど電流が流れないの
で消費電力も小さくですむ。又、両電極間には平等電界
が形成されるので、短時間で厚みむらのない微細孔層を
形成することができるなどの効果がある。
実施例２
第２図にバインダーとして負イオン性バインダーを用い
た場合の実施例を示した。
た場合の実施例を示した。
本実施例では負イオン性のバインダー（セルロース系）
を用いているので、電極構成は、負極にステンレス製の
対向電極３を設け、１０備間隔をおいて正極にＮｉ系ガ
ス拡散電極２を設けである。
を用いているので、電極構成は、負極にステンレス製の
対向電極３を設け、１０備間隔をおいて正極にＮｉ系ガ
ス拡散電極２を設けである。
両電極間に直流定電圧電源６より１００Ｖの直流電圧を
１５秒間印加すると、表面に負イオン７が付着した超微
粒子４は、クーロン力により負極である対向電流３側か
ら正極であるガス拡散電極２側へ移動し、最終的に、ガ
ス拡散電極２の表面へ付着する。
１５秒間印加すると、表面に負イオン７が付着した超微
粒子４は、クーロン力により負極である対向電流３側か
ら正極であるガス拡散電極２側へ移動し、最終的に、ガ
ス拡散電極２の表面へ付着する。
本実施例によっても前述と同様の効果がある。
実施例３
第３図に、電解質板の両面にＮｉ超微粒子を付着させる
場合の実施例を示した。
場合の実施例を示した。
負極である電解質板１３を中心にして、その両側に１０
ａ１１の間隔をおいて、正極のステンレス製の対向電極
３，３′が配置されている。
ａ１１の間隔をおいて、正極のステンレス製の対向電極
３，３′が配置されている。
電解質板の内面には、電解質板に導伝性を持たすために
あらかじめ導電性ポリマー１４が接着されている。
あらかじめ導電性ポリマー１４が接着されている。
溶液１は、溶媒である蒸留水の中に正イオン性バインダ
ー（セルロース系）とＮｉ超微粒子４を添加してよく攪
拌したものである。
ー（セルロース系）とＮｉ超微粒子４を添加してよく攪
拌したものである。
この状態で、両電極間に１００ｖの直流電圧を１５秒間
印加すると、表面に正イオン５が付着したＮｉ超微粒子
４は、クローン力により正極の対向電極３，３′側から
中心の負極である電解質板１３側へ移動し、最終的に電
解質板１３の表面へ付着する。
印加すると、表面に正イオン５が付着したＮｉ超微粒子
４は、クローン力により正極の対向電極３，３′側から
中心の負極である電解質板１３側へ移動し、最終的に電
解質板１３の表面へ付着する。
本実施例によれば、前述の効果の他に、絶縁体に近い電
解質板の両面に、一度にＮｉ超微粒子を付着することが
できるという効果がある。
解質板の両面に、一度にＮｉ超微粒子を付着することが
できるという効果がある。
実施例４
第４図は本発明を応用した実施例を示した。溶液１は、
溶媒である蒸留水に正イオン性バインダー（セルロース
系）とＮｉ超微粒子４を添加し、よく攪拌した溶液であ
る。
溶媒である蒸留水に正イオン性バインダー（セルロース
系）とＮｉ超微粒子４を添加し、よく攪拌した溶液であ
る。
２は帯状のＮｉ系ガス拡散電極で、この帯状電極が第４
図の通り移動して溶液１中に入り、ステンレス性の対向
電極３に相対する位置にくると、正イオン５が付着した
超微粒子４が、対向電極３側からＮｉ系ガス拡散な極２
側へ移動し、最終的にＮｉ系ガス拡散電極の表面に付着
する。
図の通り移動して溶液１中に入り、ステンレス性の対向
電極３に相対する位置にくると、正イオン５が付着した
超微粒子４が、対向電極３側からＮｉ系ガス拡散な極２
側へ移動し、最終的にＮｉ系ガス拡散電極の表面に付着
する。
表面に超微粒子層が形成された帯状Ｎｉ系ガス拡散電極
２は、ローラー８により進行方向が反転し、溶液１中が
ら引き出され、ローラー９を経由してヒーター１ｏ内に
入り、乾燥される。
２は、ローラー８により進行方向が反転し、溶液１中が
ら引き出され、ローラー９を経由してヒーター１ｏ内に
入り、乾燥される。
乾燥された微廁孔層付ガス拡散電極は、カッター１１に
より任意の大きさに切断されて、完成品である微細孔層
付Ｎｉ系ガス拡散電極１２が得られる。
より任意の大きさに切断されて、完成品である微細孔層
付Ｎｉ系ガス拡散電極１２が得られる。
本実施例によれば、前述の効果の他に、連続的にガス拡
散電極の表面に超微粒子を付着させることができるので
、量産性に優れているという効果がある。
散電極の表面に超微粒子を付着させることができるので
、量産性に優れているという効果がある。
本発明によれば、装置構成を簡単にできるので、設備費
を小さくできる。電極間にはほとんど電流が流れないの
で運転費が少なくてすむ、電極間には平等電界が形成さ
れるので、短時間で厚みむらのない微細孔層を形成する
ことができる。絶縁体に近い電解質板の両面に一度に微
細孔層を形成することができる。連続的にガス拡散電極
表面に調微粒子を付着させて微細孔層を形成することが
できるので、量産性に優れているなどの効果がある。
を小さくできる。電極間にはほとんど電流が流れないの
で運転費が少なくてすむ、電極間には平等電界が形成さ
れるので、短時間で厚みむらのない微細孔層を形成する
ことができる。絶縁体に近い電解質板の両面に一度に微
細孔層を形成することができる。連続的にガス拡散電極
表面に調微粒子を付着させて微細孔層を形成することが
できるので、量産性に優れているなどの効果がある。
第１図は、本発明の基本的構成を示す側面図、第２図、
第３図は、第１図の変形例の構成を示す側面図、第４図
は、本発明の応用例の構成を示す側面図である。 １・・・溶液、２・・・Ｎｉ系ガス拡散電極、３，３′
・・・対向電極、４・・・超微粒子、５・・・正イオン
、６・・・直流定電圧電源、７・・・負イオン、８，９
・・・ローラー、１０・・・ヒーター、１１・・・カッ
ター、１２・・・微細孔層付ガス拡散電極、１３・・・
電解質板、１４・・・導伝性ポリマー。
第３図は、第１図の変形例の構成を示す側面図、第４図
は、本発明の応用例の構成を示す側面図である。 １・・・溶液、２・・・Ｎｉ系ガス拡散電極、３，３′
・・・対向電極、４・・・超微粒子、５・・・正イオン
、６・・・直流定電圧電源、７・・・負イオン、８，９
・・・ローラー、１０・・・ヒーター、１１・・・カッ
ター、１２・・・微細孔層付ガス拡散電極、１３・・・
電解質板、１４・・・導伝性ポリマー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ガス拡散電極と電解質板との界面に電気泳動法によ
り形成した超微粒子層を設けたことを特徴とする溶融炭
酸塩型燃料電池。 ２）電解質板に対接するガス拡散電極表面に電気泳動法
により形成した超微粒子層を設け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。 ３）電解質板表面に電気泳動法により形成した超微粒子
層を設け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 |
|---|---|---|---|
| JP61006423A JPH07123047B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006423A JPH07123047B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62165869A true JPS62165869A (ja) | 1987-07-22 |
| JPH07123047B2 JPH07123047B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=11637966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61006423A Expired - Fee Related JPH07123047B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123047B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001094668A1 (fr) * | 2000-06-06 | 2001-12-13 | Toagosei Co., Ltd. | Electrode a diffusion gazeuse, procede de fabrication similaire et pile a combustible l'utilisant |
| JP2010044934A (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-25 | Casio Comput Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池の製造方法 |
| EP2490284A1 (de) * | 2011-02-16 | 2012-08-22 | VARTA Micro Innovation GmbH | Elektroden für Batterien, insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien, und ihre Herstellung |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6035471A (ja) * | 1983-08-03 | 1985-02-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 燃料電池用電極 |
| JPS60154464A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-14 | Toshiba Corp | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| JPS6224566A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-02-02 | Toshiba Corp | 溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法 |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP61006423A patent/JPH07123047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2012110403A1 (de) * | 2011-02-16 | 2012-08-23 | Varta Micro Innovation Gmbh | Elektroden für batterien, insbesondere für lithium-ionen-batterien, und ihre herstellung |
| US20130341194A1 (en) * | 2011-02-16 | 2013-12-26 | Varta Micro Innovation Gmbh | Electrode for batteries, in particular for lithium ion batteries, and production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07123047B2 (ja) | 1995-12-25 |
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