JPS62295360A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS62295360A JPS62295360A JP61135927A JP13592786A JPS62295360A JP S62295360 A JPS62295360 A JP S62295360A JP 61135927 A JP61135927 A JP 61135927A JP 13592786 A JP13592786 A JP 13592786A JP S62295360 A JPS62295360 A JP S62295360A
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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
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- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
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- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
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- 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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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
３、発明の詳細な説明
−【産業上の利用分野〕
本発明は、燃ｔＪｒ亀池に係り、特に溶融炭酸塩型燃料
電池の電解質板のシール性能を改良した燃料電池に関す
る６ 〔従来の技術〕 従来の溶融炭酸塩型燃料電池は、特開昭５９−１５４７
７２号に記載のものがあり、これを第５図以下に示して
いる。燃料電池の単位セルは通常第５図に示すように栂
成され、この単位セルが複数個積層されて燃料電池を構
成する。すなわち、図において、単位セルは、電解質板
１を境にして両側に゛ 多孔質体で形成され触媒が付加
されている電極板（７ノード３．カソード４）を配置し
、さらに両ｆｔｔ極板の背面にアノード＠極板３に燃料
ガスを供給する複数の平行に設けられたリブによって形
成された流路溝７およびカソード電極板４に酸化剤ガス
を供給する複数の平行に設けられたリブによって形成さ
れた酸化剤ガス流路溝６を有するセパレータ板５を介し
て積層されて構成されている。
電池の電解質板のシール性能を改良した燃料電池に関す
る６ 〔従来の技術〕 従来の溶融炭酸塩型燃料電池は、特開昭５９−１５４７
７２号に記載のものがあり、これを第５図以下に示して
いる。燃料電池の単位セルは通常第５図に示すように栂
成され、この単位セルが複数個積層されて燃料電池を構
成する。すなわち、図において、単位セルは、電解質板
１を境にして両側に゛ 多孔質体で形成され触媒が付加
されている電極板（７ノード３．カソード４）を配置し
、さらに両ｆｔｔ極板の背面にアノード＠極板３に燃料
ガスを供給する複数の平行に設けられたリブによって形
成された流路溝７およびカソード電極板４に酸化剤ガス
を供給する複数の平行に設けられたリブによって形成さ
れた酸化剤ガス流路溝６を有するセパレータ板５を介し
て積層されて構成されている。
ガスの漏洩による流出を防止するためシール部８が一体
に形成されている。
に形成されている。
すなわち、このシール部８は、第６図に示すようにアノ
ード側よりカソード側へのガス拡散およびカソード側よ
りアノード側へのガス拡散による燃料ガスと酸化剤ガス
の漏洩等による不正な混合を防止するとともに電池外部
へのガスリークを防ぐためにセパレータ板５により電解
質板１を挾持する構造としている。そして、ガスの供給
は、図示している矢印の方向より内部マニホールド９に
よりセパレータ５の溝を通過しその時のガス拡散により
反応界面に供給される。
ード側よりカソード側へのガス拡散およびカソード側よ
りアノード側へのガス拡散による燃料ガスと酸化剤ガス
の漏洩等による不正な混合を防止するとともに電池外部
へのガスリークを防ぐためにセパレータ板５により電解
質板１を挾持する構造としている。そして、ガスの供給
は、図示している矢印の方向より内部マニホールド９に
よりセパレータ５の溝を通過しその時のガス拡散により
反応界面に供給される。
上記電解質板１の材料としてリチウムアルミネート粉末
に補強剤としてアルミナ繊維等を混入した多孔質セラミ
ック板等を用い、この電解質板に含浸される電解質とし
ては１．１ｚｃｏδ、 ＫｚＣＯａ等の炭酸塩混合物等
を使用している。この電解質は、約５００℃以上で溶融
状態となり、電極中に流れ、気（燃料・酸化剤ガス）、
固（電極Ｎｉ−Ｎｉ○）・液（溶融塩）の３相を形成し
、その３相界面において、酸化還元反応を起して電気エ
ネルギーとして取り出す。また、電極材として、アノー
ド側にＮｉ多孔質体、カソード側にＮｉＯ多孔質体を用
い、セパレータ板としてＳＵ８３１６等の高温耐食材料
が用いられていた。
に補強剤としてアルミナ繊維等を混入した多孔質セラミ
ック板等を用い、この電解質板に含浸される電解質とし
ては１．１ｚｃｏδ、 ＫｚＣＯａ等の炭酸塩混合物等
を使用している。この電解質は、約５００℃以上で溶融
状態となり、電極中に流れ、気（燃料・酸化剤ガス）、
固（電極Ｎｉ−Ｎｉ○）・液（溶融塩）の３相を形成し
、その３相界面において、酸化還元反応を起して電気エ
ネルギーとして取り出す。また、電極材として、アノー
ド側にＮｉ多孔質体、カソード側にＮｉＯ多孔質体を用
い、セパレータ板としてＳＵ８３１６等の高温耐食材料
が用いられていた。
しかしながら、このような装置にあっても以下のような
問題があった。
問題があった。
第一に、ガスリーク発生の防止についてである。
電解質板が多孔質であるため、電池外部へのガス通過を
防止することは困難であり、このガスリークによってガ
スの供給が不完全となるため電池性能の低下を招くとい
う問題があった。第二に、シール部から電解質の飛散が
生じ電池性能の低下。
防止することは困難であり、このガスリークによってガ
スの供給が不完全となるため電池性能の低下を招くとい
う問題があった。第二に、シール部から電解質の飛散が
生じ電池性能の低下。
短寿命化が生ずるという問題があった。これは、多孔性
電解質板の特性上、細孔中より電解質である炭酸塩が電
池外部に流出し、炭酸塩が不足することから起る問題で
ある。第三に、クリープの発生および、これによってガ
スリーク、溶融塩の飛散が起こり電池性能の低下を招く
という問題があった。第８回に示すように細孔構造電解
質板１に適当な面圧Ｐを図示の如く加えてシール部を密
着させ、ガスリーク、電解質の飛散防止を図っているが
、シール部の圧縮強度が不足しているためクリープが発
生する恐れがあった１図における符号１′は、厚さ減少
部分である。また、第７図は、電解質板１の加圧時圧さ
の経時変化を示す特性概略図である。
電解質板の特性上、細孔中より電解質である炭酸塩が電
池外部に流出し、炭酸塩が不足することから起る問題で
ある。第三に、クリープの発生および、これによってガ
スリーク、溶融塩の飛散が起こり電池性能の低下を招く
という問題があった。第８回に示すように細孔構造電解
質板１に適当な面圧Ｐを図示の如く加えてシール部を密
着させ、ガスリーク、電解質の飛散防止を図っているが
、シール部の圧縮強度が不足しているためクリープが発
生する恐れがあった１図における符号１′は、厚さ減少
部分である。また、第７図は、電解質板１の加圧時圧さ
の経時変化を示す特性概略図である。
本発明の目的は、電解質板を光学的あるいは電気的加熱
手段等によって加工処理することにより細孔構造を緻密
なものとすると共に圧縮強度を増加させることによりシ
ール性能の向上を図ろうとするものである。
手段等によって加工処理することにより細孔構造を緻密
なものとすると共に圧縮強度を増加させることによりシ
ール性能の向上を図ろうとするものである。
本発明は、電解質を含浸した電解質板と、電解質板を介
して配置された一対の電極と、夫々の電極に対向する面
に互いに直交するような向きに形成されたリブによって
流体燃料および流体酸化剤の流通路が形成されてなるセ
パレータ板とを有する単位セルを複数積層してなる燃料
電池において。
して配置された一対の電極と、夫々の電極に対向する面
に互いに直交するような向きに形成されたリブによって
流体燃料および流体酸化剤の流通路が形成されてなるセ
パレータ板とを有する単位セルを複数積層してなる燃料
電池において。
電解質板の外周部若しくはセパレータ板との接触面全域
等の所定部分を光学的手段若しくは電気的加熱手段によ
り加熱処理することにより高密度化。
等の所定部分を光学的手段若しくは電気的加熱手段によ
り加熱処理することにより高密度化。
機械的強度を増加させてシール性能の向上を図ろうとす
るものである。
るものである。
（実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は、本発明に係る燃料電池の電解質板の一実施例
を示す概略図である０図において、１は電解質板であり
、２は、電解質板１の外周部である電解質板切断面であ
る。この外周部２は、極部的に高温化し圧縮することに
より高密度化された構造となっている。これは、多孔質
体で形成されている電解質板中には炭酸塩が含浸されて
いるが、その周辺を高温で焼成し高密度化されることに
よって電解質板内部の炭酸塩を外部に漏洩させないよう
にするためである。第２図には、電解質板周縁すなわち
、セパレータとの接触部分全域にわたって熱処理された
部分１ａが形成されている電解質板が示されている。こ
の１ａは、高密度なセラミックとなり、未処理部分と比
較すると非常に空孔部分が少なくなっている。したがっ
て、熱処理部分は、圧縮強度が高＜、′Ｒ１解質の流動
も最小限におさえることができる６本実施例によれば、
強い圧縮力に酎え割れ防止、電解質の電池外部への流出
を防止することができる。第３図には、内部マニホール
ド型溶融炭酸塩燃料電池の電解質板１が示されている。
を示す概略図である０図において、１は電解質板であり
、２は、電解質板１の外周部である電解質板切断面であ
る。この外周部２は、極部的に高温化し圧縮することに
より高密度化された構造となっている。これは、多孔質
体で形成されている電解質板中には炭酸塩が含浸されて
いるが、その周辺を高温で焼成し高密度化されることに
よって電解質板内部の炭酸塩を外部に漏洩させないよう
にするためである。第２図には、電解質板周縁すなわち
、セパレータとの接触部分全域にわたって熱処理された
部分１ａが形成されている電解質板が示されている。こ
の１ａは、高密度なセラミックとなり、未処理部分と比
較すると非常に空孔部分が少なくなっている。したがっ
て、熱処理部分は、圧縮強度が高＜、′Ｒ１解質の流動
も最小限におさえることができる６本実施例によれば、
強い圧縮力に酎え割れ防止、電解質の電池外部への流出
を防止することができる。第３図には、内部マニホール
ド型溶融炭酸塩燃料電池の電解質板１が示されている。
この電解質板には、複数の略矩形等の所定形状の内部マ
ニホールド９が周囲に設けられており、すべての切断面
１ｂは、レーザ切断等の光学的手段により熱処理がなさ
れている。
ニホールド９が周囲に設けられており、すべての切断面
１ｂは、レーザ切断等の光学的手段により熱処理がなさ
れている。
したがって、この実施例によれば、従来割れの発生し易
かった部分はすべて高密度なセラミックとなっている６
本実施例によれば、割れの発生および電解質の流出を防
止し、電解質である溶融塩の流動を防ぐことができる。
かった部分はすべて高密度なセラミックとなっている６
本実施例によれば、割れの発生および電解質の流出を防
止し、電解質である溶融塩の流動を防ぐことができる。
また、第４図には、電解質板１に、数ケ所の極部的熱処
理部分１ｃを形成するようにしたものが示されている０
本実施例は、高密度セラミック分散型であり、第２図、
第３図のものと同様の効果を得ることができる。本実施
例によれば、割れ防止、電解質の流出防止および電極接
触面におけるクリープの発生も防止することができる。
理部分１ｃを形成するようにしたものが示されている０
本実施例は、高密度セラミック分散型であり、第２図、
第３図のものと同様の効果を得ることができる。本実施
例によれば、割れ防止、電解質の流出防止および電極接
触面におけるクリープの発生も防止することができる。
以上のように、本実施例によれば、レーザ等の光学的手
段若しくは電気的加熱手段により処理された電解質板は
、溶融再結晶化して焼結セラミック体となるため圧縮強
度が増加しクリープの発生の防止効果を向上させること
ができる。そして、圧縮強度が増加するため、シール部
の面圧を高めることができるから、電池外部へのガス漏
れ防止効果が増大し電池性能が向上する。さらに、シー
ル部を加熱処理すると、高密度な焼結体となるため、電
解質が電池外部へ飛散することはなくなるので電池寿命
を延ばすことができる。
段若しくは電気的加熱手段により処理された電解質板は
、溶融再結晶化して焼結セラミック体となるため圧縮強
度が増加しクリープの発生の防止効果を向上させること
ができる。そして、圧縮強度が増加するため、シール部
の面圧を高めることができるから、電池外部へのガス漏
れ防止効果が増大し電池性能が向上する。さらに、シー
ル部を加熱処理すると、高密度な焼結体となるため、電
解質が電池外部へ飛散することはなくなるので電池寿命
を延ばすことができる。
本発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）熱処理セラミック部の圧縮強度の増加により。
クリープの発生が防止できるとともに、面圧の増加が可
能となるため、電極、電解質板、セパレータの接触状態
が良くなり電池性能を上昇させることができる。
能となるため、電極、電解質板、セパレータの接触状態
が良くなり電池性能を上昇させることができる。
（２）シール部の接触性が良好となり、燃料ガスのリー
クを防ぎ、また高密度セラミックのため電解質が外部へ
流出することを防止することができるという効果がある
。したがって、電池の高性能化および長寿命化を図るこ
とができる。
クを防ぎ、また高密度セラミックのため電解質が外部へ
流出することを防止することができるという効果がある
。したがって、電池の高性能化および長寿命化を図るこ
とができる。
第】図は、本発明の一実施例を示す電解質板概略図、第
２図乃至第４図は、本発明の実施例を示す電解質板構造
概略図、第５図は、従来の溶融炭酸塩型電池構造図、第
６図は、内部マニホールド型電池の断面図、第７図は、
従来型電解質板の加圧時厚さ経時変化特性概略図、第８
図は、従来型電解質板加圧時厚さ変化機略図である。 １・・・電解質板、２・・・電解質板切断面図、３・・
・アノード電極板、４・・・カソード電極板、５・・・
セパレータ板、６・・・カソードガス流路溝、７・・・
アノードガス流路溝、８・・・シール部。
−一一、１曜１、 代理人 弁理士 小川勝馬・“ 。 −／′ 第１図 盛２図 ０Ｌ （タロシヌ冬五里ｇテ４トジ 芥Ｊ虐 も４ 区 第５０ 唇ムロ 沿′Ｔ（！Ｉ） ｔｉｇＬｅ ｖ−ｇ （２）
２図乃至第４図は、本発明の実施例を示す電解質板構造
概略図、第５図は、従来の溶融炭酸塩型電池構造図、第
６図は、内部マニホールド型電池の断面図、第７図は、
従来型電解質板の加圧時厚さ経時変化特性概略図、第８
図は、従来型電解質板加圧時厚さ変化機略図である。 １・・・電解質板、２・・・電解質板切断面図、３・・
・アノード電極板、４・・・カソード電極板、５・・・
セパレータ板、６・・・カソードガス流路溝、７・・・
アノードガス流路溝、８・・・シール部。
−一一、１曜１、 代理人 弁理士 小川勝馬・“ 。 −／′ 第１図 盛２図 ０Ｌ （タロシヌ冬五里ｇテ４トジ 芥Ｊ虐 も４ 区 第５０ 唇ムロ 沿′Ｔ（！Ｉ） ｔｉｇＬｅ ｖ−ｇ （２）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電解質を含浸した電解質板と、該電解質板を介して
配置された一対の電極と、夫々の電極に対向する面に互
いに直交するような向きに形成されたリブによつて流体
燃料および流体酸化剤の流通路が形成されてなるセパレ
ータ板とを有する単位セルを複数積層してなる燃料電池
において、上記電解質板を光学的手段若しくは電気的加
熱手段により加熱処理を施すようにしたことを特徴とす
る燃料電池。 ２、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池において、上
記電解質板の外周部を光学的手段若しくは電気的加熱手
段により加熱処理したことを特徴とする燃料電池。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料電池に
おいて、電解質板は、上記セパレータ板との接触面全域
にわたつて光学的手段若しくは電気的加熱手段によつて
加熱処理されたことを特徴とする燃料電池。 ４、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池において、電
解質板に設けられた内部マニホールドに形成された孔周
辺部および内部を光学的手段若しくは電気的加熱手段に
よつて加熱処理したことを特徴とする燃料電池。 ５、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池において、光
学的手段は、レーザーであることを特徴とする燃料電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61135927A JPS62295360A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61135927A JPS62295360A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62295360A true JPS62295360A (ja) | 1987-12-22 |
Family
ID=15163104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61135927A Pending JPS62295360A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62295360A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6091567A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-22 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS6177271A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-19 | Toshiba Corp | 溶融炭酸塩燃料電池の電解質板製造用ヒ−タ−パネル |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP61135927A patent/JPS62295360A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6091567A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-22 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS6177271A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-19 | Toshiba Corp | 溶融炭酸塩燃料電池の電解質板製造用ヒ−タ−パネル |
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