JPS632256A - 溶融炭酸塩燃料電池 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池Info
- Publication number
- JPS632256A JPS632256A JP61146396A JP14639686A JPS632256A JP S632256 A JPS632256 A JP S632256A JP 61146396 A JP61146396 A JP 61146396A JP 14639686 A JP14639686 A JP 14639686A JP S632256 A JPS632256 A JP S632256A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- cathode
- current collector
- chromium alloy
- foamed metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01M4/8605—Porous electrodes
- H01M4/8621—Porous electrodes containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
- H01M2004/8689—Positive electrodes
-
- 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
- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
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
本発明は、溶融炭酸塩燃料電池のカソードにおいて、特
にその変形による性能の低下防止に関する。
にその変形による性能の低下防止に関する。
従来の技術
従来の溶融炭酸塩燃料電池の電極のうち、カソード（陽
極）は、コスト、酸素の還元触媒能、電子伝導度、溶融
炭酸塩中での安定性などを考慮して、−般にリチウムド
ープの酸化ニッケル粉末を焼結またはテープキャスティ
ング法により成型することによって、またはニッケル焼
結体やニッケル粉末のテープキャスティング法による成
型体を酸化、リチウムドープ化することによって作られ
てきた。
極）は、コスト、酸素の還元触媒能、電子伝導度、溶融
炭酸塩中での安定性などを考慮して、−般にリチウムド
ープの酸化ニッケル粉末を焼結またはテープキャスティ
ング法により成型することによって、またはニッケル焼
結体やニッケル粉末のテープキャスティング法による成
型体を酸化、リチウムドープ化することによって作られ
てきた。
また、これらの電極を使用する場合には、ガス流路を確
保すると共に集電作用を果たす集電体が同時に必要であ
る。この集電体として金属メツシュやパンチングメタル
または波状金属板などがひんばんに用いられるが、これ
ら集電体を不要にするカソード基質として発泡金属、特
に発泡ニッケルを用いる場合がある。この発泡ニッケル
は電子伝導性の開孔性多孔質素材であり、その開孔部を
自由にガスが拡散できるため、集電体を設けてガス流路
を確保する必要は無く、そのため集電体を含めた電極の
薄膜化、構造の簡素化が得られるメリットがある。また
発泡ニッケルのみでは電気化学反応に寄与する部分の面
積が小ζいため、通常はこれにリチウムドープの酸化ニ
ッケル粉末やニッケル粉末などを充填して用いる場合が
多い。
保すると共に集電作用を果たす集電体が同時に必要であ
る。この集電体として金属メツシュやパンチングメタル
または波状金属板などがひんばんに用いられるが、これ
ら集電体を不要にするカソード基質として発泡金属、特
に発泡ニッケルを用いる場合がある。この発泡ニッケル
は電子伝導性の開孔性多孔質素材であり、その開孔部を
自由にガスが拡散できるため、集電体を設けてガス流路
を確保する必要は無く、そのため集電体を含めた電極の
薄膜化、構造の簡素化が得られるメリットがある。また
発泡ニッケルのみでは電気化学反応に寄与する部分の面
積が小ζいため、通常はこれにリチウムドープの酸化ニ
ッケル粉末やニッケル粉末などを充填して用いる場合が
多い。
発明が解決しようとする問題点
集電体を含むカソードに、前記した様に薄膜化、構造の
簡素化が容易に得られ、工業的にもメリットの大きい発
泡ニッケルを使用する場合において、カソードは高温の
酸化性雰囲気であるために酸化及びリチウムドープされ
、リチウムドーグ酸化ニッケルとなる。金属状態であっ
た発泡ニッケルは、この酸化の際に骨格が崩れて開孔性
亡失い、充分なガス流路が確保できず電池性能の低下を
招来する０ このため酸化及びリチウムドープが表面だけにとどま９
、金属バルクまでは酸化が浸透しない様な発泡金属を得
るため、材料面からの改良が必要である。
簡素化が容易に得られ、工業的にもメリットの大きい発
泡ニッケルを使用する場合において、カソードは高温の
酸化性雰囲気であるために酸化及びリチウムドープされ
、リチウムドーグ酸化ニッケルとなる。金属状態であっ
た発泡ニッケルは、この酸化の際に骨格が崩れて開孔性
亡失い、充分なガス流路が確保できず電池性能の低下を
招来する０ このため酸化及びリチウムドープが表面だけにとどま９
、金属バルクまでは酸化が浸透しない様な発泡金属を得
るため、材料面からの改良が必要である。
問題点全解決するだめの手段
そこで、本発明はニッケル−クロム系合金から成る発泡
金属全集電体−体型のカソードに用いることにより、カ
ソードの金属バルク内の耐食性の向上を図るものである
０ 作用 本発明では、クロムの強固な醸化被膜に着目しカソード
にニッケル−クロム系合金から成る発泡金属を用いて耐
食性の向上？図った。つまりニッケル−クロム系の発泡
金属の表面は酸化、リチウムドープされるが、バルクは
金属状態が保たれ、その骨格は形状、強度共に保つこと
ができる。
金属全集電体−体型のカソードに用いることにより、カ
ソードの金属バルク内の耐食性の向上を図るものである
０ 作用 本発明では、クロムの強固な醸化被膜に着目しカソード
にニッケル−クロム系合金から成る発泡金属を用いて耐
食性の向上？図った。つまりニッケル−クロム系の発泡
金属の表面は酸化、リチウムドープされるが、バルクは
金属状態が保たれ、その骨格は形状、強度共に保つこと
ができる。
実施例
まず、カソードに関する耐高温、耐溶融塩性全確認する
ためニッケル−クロム系の発泡金属試料を炭酸塩と共に
アルミナ製ルツボに入れ、空気中で６５０℃に加熱し１
０ｏＯ時間保った。その後試料に付着した炭酸塩全酢酸
水溶液で中和し、その外観と断面を観察した。外観は当
初の発泡金属の骨格を良く保っており、強度もほとんど
変わっていなかった。断面の観察では、空気及び炭酸塩
に直接触れていた部分は酸化、リチウムドープされてい
たが、バルク金属は当初の金属状態を保っていた。
ためニッケル−クロム系の発泡金属試料を炭酸塩と共に
アルミナ製ルツボに入れ、空気中で６５０℃に加熱し１
０ｏＯ時間保った。その後試料に付着した炭酸塩全酢酸
水溶液で中和し、その外観と断面を観察した。外観は当
初の発泡金属の骨格を良く保っており、強度もほとんど
変わっていなかった。断面の観察では、空気及び炭酸塩
に直接触れていた部分は酸化、リチウムドープされてい
たが、バルク金属は当初の金属状態を保っていた。
次に、実際にカソードにニッケル−クロム系合金の発泡
金属音用い、電池試験を行なった。発泡金属の電解質体
と接する側の面には、ニッケル系粉末を充填し、反対側
の面は、発泡金属の骨格のみとし、この部分をガス流路
に用いて集電体は使用しなかった。上記カソードは使用
状態に表面が酸化、リチウムドープされる。
金属音用い、電池試験を行なった。発泡金属の電解質体
と接する側の面には、ニッケル系粉末を充填し、反対側
の面は、発泡金属の骨格のみとし、この部分をガス流路
に用いて集電体は使用しなかった。上記カソードは使用
状態に表面が酸化、リチウムドープされる。
アノードにはニッケル系粉末の焼結体全集電体と共に用
いた。
いた。
電解質には炭酸リチウム：炭酸カリウムのモル比が６２
： ３Ｂのもの全電解質保持体であるアルミン酸リチ
ウムと共にテープキャスティング法にて作製し使用した
。燃料ガスには水素：炭酸ガス：水蒸気の比が８０：１
４：６の割合のものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの
比が７０ ： ３０の割合のものを適用し、６５０°Ｃ
の温度、１５０ｍＡ／ｃｍＩの電流密度で試験を行なっ
た。
： ３Ｂのもの全電解質保持体であるアルミン酸リチ
ウムと共にテープキャスティング法にて作製し使用した
。燃料ガスには水素：炭酸ガス：水蒸気の比が８０：１
４：６の割合のものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの
比が７０ ： ３０の割合のものを適用し、６５０°Ｃ
の温度、１５０ｍＡ／ｃｍＩの電流密度で試験を行なっ
た。
図に上記電池人と、同一条件で発泡ニッケルをカソード
に用いた電池Ｂのセル電圧と時間との関係を示した。
に用いた電池Ｂのセル電圧と時間との関係を示した。
発泡ニッケルを用いた場合、約数百時間経過したあたり
から性能が低下している。これに対し明らかにニッケル
−クロム系の発泡金属を用いた場合、１万時間以上経過
してもほとんど性能の劣化は観測されなかった。
から性能が低下している。これに対し明らかにニッケル
−クロム系の発泡金属を用いた場合、１万時間以上経過
してもほとんど性能の劣化は観測されなかった。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、集電体を含む電極の薄
膜化、構造の簡素化を可能にし、電池の性能を長期間安
定に保つことができる。
膜化、構造の簡素化を可能にし、電池の性能を長期間安
定に保つことができる。
図は実施例における電池のセル電圧と経過時間の関係を
示した図である。
示した図である。
Claims (1)
- 開孔性多孔質電極基質の開孔部を酸化性ガスが自由に拡
散でき、実質的に集電体が不必要なカソードとして作用
する発泡金属が、ニッケル−クロム系合金から成ること
を特徴とする溶融炭酸塩燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146396A JPS632256A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146396A JPS632256A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632256A true JPS632256A (ja) | 1988-01-07 |
Family
ID=15406755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61146396A Pending JPS632256A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS632256A (ja) |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP61146396A patent/JPS632256A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4663250A (en) | Reduction of electrode dissolution | |
| JP2824457B2 (ja) | サーメット電極及びその製造方法 | |
| EP0101423A3 (en) | Fuel cell anode | |
| US4232097A (en) | Fuel cell oxygen electrode | |
| Savinell et al. | Discharge Characteristics of a Soluble Iron‐Titanium Battery System | |
| US5206095A (en) | Carbonate fuel cell anodes | |
| US4178418A (en) | Galvanic cell for the electrochemical production or storage of electrical energy | |
| Elmore et al. | Intermediate temperature fuel cells | |
| JPS61140072A (ja) | 燃料電池 | |
| JPS632256A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 | |
| JP2988673B2 (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 | |
| JPH03141555A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池用燃料極の製法 | |
| JPS5822863B2 (ja) | ネンリヨウデンチヨウタコウセイデンキヨク | |
| JPS632257A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 | |
| JP3417495B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池用空気極スラリー | |
| MURATA et al. | Fabrication and evaluation of electrode-supported planar SOFC | |
| JPH0569267B2 (ja) | ||
| JPS60167270A (ja) | 溶融塩燃料電池用酸化極 | |
| JPS61110971A (ja) | 溶融塩燃料電池 | |
| JPH0570265B2 (ja) | ||
| JPS6366855A (ja) | 溶融塩燃料電池用の電極およびその製造方法 | |
| JPH0520866B2 (ja) | ||
| JPS6193559A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池の電極の製造方法 | |
| JPS6124165A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質保持体 | |
| JPS6171559A (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池 |