JPS63238236A - 耐食性に優れた溶融炭酸塩型燃料電池用Ｎｉ系構成材料 - Google Patents
耐食性に優れた溶融炭酸塩型燃料電池用Ｎｉ系構成材料Info
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- JPS63238236A JPS63238236A JP62072807A JP7280787A JPS63238236A JP S63238236 A JPS63238236 A JP S63238236A JP 62072807 A JP62072807 A JP 62072807A JP 7280787 A JP7280787 A JP 7280787A JP S63238236 A JPS63238236 A JP S63238236A
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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】
［産業上の利用分舒コ
本発明は溶融炭酸塩型燃料電池用として利用される高耐
食性Ｎｉ系構成材料に関するものである。
食性Ｎｉ系構成材料に関するものである。
［従来の技術］
溶融炭酸塩型燃料電池は、エネルギー変換効率が高いこ
と、公害発生の恐れがないこと、高価な触媒を必要とし
ないこと等の利点があるところから、次世代電源として
有望視されており、現在は小規模な電池を組んで耐久性
の検討を行うと共に積層技術の開発や、大規模化のため
の検討および電池の電極材料やその他の構成材料の開発
が進められている。
と、公害発生の恐れがないこと、高価な触媒を必要とし
ないこと等の利点があるところから、次世代電源として
有望視されており、現在は小規模な電池を組んで耐久性
の検討を行うと共に積層技術の開発や、大規模化のため
の検討および電池の電極材料やその他の構成材料の開発
が進められている。
［発明が解決しようとする問題点］
現状における素材面の問題として、溶融炭酸塩型燃料電
池の構造材料として用いられている電極材料やセパレー
タ材料が腐食し易いという問題がある。中でもカソード
材料として用いられているＮｉＯカソードは電池使用中
に溶解し、アノード近傍でＮｉとして析出して電極間を
短絡させ、電池寿命を短くしてしまうという大きな問題
があった。
池の構造材料として用いられている電極材料やセパレー
タ材料が腐食し易いという問題がある。中でもカソード
材料として用いられているＮｉＯカソードは電池使用中
に溶解し、アノード近傍でＮｉとして析出して電極間を
短絡させ、電池寿命を短くしてしまうという大きな問題
があった。
これらの問題を解決するために種々検討が行なわれてい
る。たとえば、■アルミナ酸化被膜の形成による防食：
特開昭５８−２１７６７７、■フェロアロイ電極；特開
昭５８−１５５６６２、■電解質保持体に関するもの：
特開昭５６−８２５８３、特開昭５８−１１７６５６、
■リチウム添加金属酸化物粉末電極：特開昭５８−１６
５２５３、■リチウムコバルトオキサイド微粒子焼結体
を電極とする燃料電池：特開昭６０−１１７５６６、■
高耐食性金属材料と複合酸化物より成る集電体：特開昭
５９−２３０２６３、■電気化学的に活性な金属で被覆
したセラミック粒子からなる電極材料：特開昭５７−９
２７５３等はその一例であるが未だに決定的な解決手段
は提案されておらない。
る。たとえば、■アルミナ酸化被膜の形成による防食：
特開昭５８−２１７６７７、■フェロアロイ電極；特開
昭５８−１５５６６２、■電解質保持体に関するもの：
特開昭５６−８２５８３、特開昭５８−１１７６５６、
■リチウム添加金属酸化物粉末電極：特開昭５８−１６
５２５３、■リチウムコバルトオキサイド微粒子焼結体
を電極とする燃料電池：特開昭６０−１１７５６６、■
高耐食性金属材料と複合酸化物より成る集電体：特開昭
５９−２３０２６３、■電気化学的に活性な金属で被覆
したセラミック粒子からなる電極材料：特開昭５７−９
２７５３等はその一例であるが未だに決定的な解決手段
は提案されておらない。
本発明はこれらの事情を憂慮し、溶融炭酸塩型燃料電池
用構造部材、特に電極材料として使用実績のあるＮｉ系
材料を取り挙げ、その耐食性について種々検討した。そ
の結果、後述するような成分組成を溝足し、更に所望に
応じてこの組成の合金を酸化処理するならば、従来のＮ
ｉ系材料が備えている耐食性を更に高めることのできる
新しいＮｉ系構成材料が得られるという知見を得て本発
明に至った。すなわち本発明の目的とするところは溶融
炭酸塩環境下で従来以上の耐食性を発揮する溶融炭酸塩
型燃料電池用Ｎｉ系構成材料の提供にある。
用構造部材、特に電極材料として使用実績のあるＮｉ系
材料を取り挙げ、その耐食性について種々検討した。そ
の結果、後述するような成分組成を溝足し、更に所望に
応じてこの組成の合金を酸化処理するならば、従来のＮ
ｉ系材料が備えている耐食性を更に高めることのできる
新しいＮｉ系構成材料が得られるという知見を得て本発
明に至った。すなわち本発明の目的とするところは溶融
炭酸塩環境下で従来以上の耐食性を発揮する溶融炭酸塩
型燃料電池用Ｎｉ系構成材料の提供にある。
［問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決することのできた本発明とはＳ ｉ
： ０．４〜５％（重量％の意味、以下同じ）Ａ １
： ０．１〜１０％または２０〜４０％よりなる群から
選択される１種以上の元素を含有し、残部Ｎｉもしくは
Ｎｉ−Ｃｒおよび不可避不純物からなることを構成要旨
とし、この組成材料をさらに酸化処理を施したものは耐
食性がより向上したものとなる。
： ０．４〜５％（重量％の意味、以下同じ）Ａ １
： ０．１〜１０％または２０〜４０％よりなる群から
選択される１種以上の元素を含有し、残部Ｎｉもしくは
Ｎｉ−Ｃｒおよび不可避不純物からなることを構成要旨
とし、この組成材料をさらに酸化処理を施したものは耐
食性がより向上したものとなる。
［作用］
前述のように本発明は、従来溶融炭酸塩型燃料電池のカ
ソード電極やアノード電極の構成材料として使用されて
きたＮｉ系材料の耐食性について検討した結果なされた
もので、次に述べるような成分組成のもの、さらにはこ
れを酸化処理したものは電極材料やセパレーター材料等
溶融炭酸塩型燃料電池用構成材料としての耐食性が著し
く良好なものとなるという知見に基すいて完成されたも
のである。次に各成分の限定範囲およびその限定理由に
ついて述べる。
ソード電極やアノード電極の構成材料として使用されて
きたＮｉ系材料の耐食性について検討した結果なされた
もので、次に述べるような成分組成のもの、さらにはこ
れを酸化処理したものは電極材料やセパレーター材料等
溶融炭酸塩型燃料電池用構成材料としての耐食性が著し
く良好なものとなるという知見に基すいて完成されたも
のである。次に各成分の限定範囲およびその限定理由に
ついて述べる。
Ｓ ｉ ： ０．４〜５％
Ｓｔは脱酸剤として必要であるとともに溶融炭酸塩環境
下、特に気液界面部での材料表層部に形成される酸化被
膜を強固にする作用があり、ＮｉあるいはＮｉＯの耐食
性を向上させる。０．４％未満ではそれらの効果が得ら
れず、また５％を超えると逆に金属間化合物が形成され
て耐食性が低下するのでＳｉ添加範囲を０．４％〜５％
とした。
下、特に気液界面部での材料表層部に形成される酸化被
膜を強固にする作用があり、ＮｉあるいはＮｉＯの耐食
性を向上させる。０．４％未満ではそれらの効果が得ら
れず、また５％を超えると逆に金属間化合物が形成され
て耐食性が低下するのでＳｉ添加範囲を０．４％〜５％
とした。
Ａｌ：０．１〜１０％または２０〜４０％ＡＩは脱酸剤
として必要であるとともに材料表面にアルミナ系酸化被
膜を形成することによってＮｉの耐食性を向上させる働
きがある。０．１％未満では脱酸効果が不十分であると
ともに酸化被膜を十分に形成し難く、０．１〜１０％で
はＡＩがＮｉに固溶した安定なα相を形成し、また２０
〜４０％でもＡｌ ：Ｎｉが１：１となるβ°相を形成
する。ところが１０％を超え２０％未満ではＮｉ２Ａｌ
３なる金属間化合物を、また４０％を超える範囲ではＮ
ｉ、ＡＩ、なる金属間化合物を形成し組織が不安定とな
って耐食性が逆に低下するのでＡＩの添加量は０．１〜
１０％または２０〜４０％とした。
として必要であるとともに材料表面にアルミナ系酸化被
膜を形成することによってＮｉの耐食性を向上させる働
きがある。０．１％未満では脱酸効果が不十分であると
ともに酸化被膜を十分に形成し難く、０．１〜１０％で
はＡＩがＮｉに固溶した安定なα相を形成し、また２０
〜４０％でもＡｌ ：Ｎｉが１：１となるβ°相を形成
する。ところが１０％を超え２０％未満ではＮｉ２Ａｌ
３なる金属間化合物を、また４０％を超える範囲ではＮ
ｉ、ＡＩ、なる金属間化合物を形成し組織が不安定とな
って耐食性が逆に低下するのでＡＩの添加量は０．１〜
１０％または２０〜４０％とした。
上記２種の元素は単独及び複合添加の如何を問わず夫々
の作用を発揮するものであるが、複合添加の方がより一
層の耐食性が得られる。尚残余成分はＮｉもしくはＮｉ
−Ｃｒおよび不可避不純物によって構成される。ここで
Ｃｒを含む場合はＣｒの添加範囲を０．５〜５０％とす
る。この範囲内においては、Ｃｒは材料表面に酸化クロ
ムの被膜を形成してＮｉの耐食性を向上させる働きを示
す。
の作用を発揮するものであるが、複合添加の方がより一
層の耐食性が得られる。尚残余成分はＮｉもしくはＮｉ
−Ｃｒおよび不可避不純物によって構成される。ここで
Ｃｒを含む場合はＣｒの添加範囲を０．５〜５０％とす
る。この範囲内においては、Ｃｒは材料表面に酸化クロ
ムの被膜を形成してＮｉの耐食性を向上させる働きを示
す。
さらに上記成分からなる材料を任意の手段で酸化するこ
とによってその耐食性を一段と向上させることができる
。酸化処理の手段については一切制限を受けないが、た
とえば大気酸化処理や溶融炭酸塩雰囲気での１ｎ−ｓｉ
ｔｕ酸化処理などが簡便である。いずれの酸化処理方法
においても前述の酸化被膜層がより強固に構成されるの
でより耐食性の良好な材料となる。
とによってその耐食性を一段と向上させることができる
。酸化処理の手段については一切制限を受けないが、た
とえば大気酸化処理や溶融炭酸塩雰囲気での１ｎ−ｓｉ
ｔｕ酸化処理などが簡便である。いずれの酸化処理方法
においても前述の酸化被膜層がより強固に構成されるの
でより耐食性の良好な材料となる。
［実施例］
第１表に示す成分組成の合金および酸化処理材（１００
０℃×大気中２時間）を６５０℃。
０℃×大気中２時間）を６５０℃。
６２ｍｏ１％Ｌｉ、Ｃｏ、＋３８ ｍｏ１％に２ＣＯ３
浴中に漫潰し１力月後の腐食率を調べた。その結果を第
１表に示す。尚本発明規制範囲外の成分組成の合金のも
のを比較例として第１表に併記する。
浴中に漫潰し１力月後の腐食率を調べた。その結果を第
１表に示す。尚本発明規制範囲外の成分組成の合金のも
のを比較例として第１表に併記する。
ｉｆ表
８５０℃、６２ｍｏＩＸＬ１１ＣＱ６＋３８ｅＩｏＬｋ
Ｋ１ＣＱＪＧの界面部、１力月試験ガス雰囲気 ＣＯ２
：０２−２：１ 酸化処理： ｔｏｏｏ℃Ｘ大気中２時間［発明の効果］ 以上のように本発明の成分組成の溶融炭酸塩型燃料電池
用Ｎｉ系構成材料は溶融炭酸塩環境下で耐食性に優れた
ものであり、さらに酸化処理を施したものはより耐食性
の良好なものである。
Ｋ１ＣＱＪＧの界面部、１力月試験ガス雰囲気 ＣＯ２
：０２−２：１ 酸化処理： ｔｏｏｏ℃Ｘ大気中２時間［発明の効果］ 以上のように本発明の成分組成の溶融炭酸塩型燃料電池
用Ｎｉ系構成材料は溶融炭酸塩環境下で耐食性に優れた
ものであり、さらに酸化処理を施したものはより耐食性
の良好なものである。
Claims (2)
- （１）Ｓｉ：０．４〜５％（重量％の意味、以下同じ） Ａｌ：０．１〜１０％または２０〜４０％ よりなる群から選択される１種以上の元素を含有し、残
部ＮｉもしくはＮｉ−Ｃｒおよび不可避不純物からなる
ことを特徴とする耐食性に優れた溶融炭酸塩型燃料電池
用Ｎｉ系構成材料。 - （２）酸化処理を施したものである特許請求の範囲第１
項記載の耐食性に優れた溶融炭酸塩型燃料電池用Ｎｉ系
構成材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62072807A JPH0613744B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 高温耐食性に優れた溶融炭酸塩型燃料電池用結晶質Ｎｉ系構成材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62072807A JPH0613744B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 高温耐食性に優れた溶融炭酸塩型燃料電池用結晶質Ｎｉ系構成材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238236A true JPS63238236A (ja) | 1988-10-04 |
| JPH0613744B2 JPH0613744B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=13500038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62072807A Expired - Fee Related JPH0613744B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 高温耐食性に優れた溶融炭酸塩型燃料電池用結晶質Ｎｉ系構成材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613744B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03287736A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-18 | Okano Valve Seizo Kk | 耐熱耐食性Ｃｒ―Ｎｉ基合金 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238447A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-23 | Nippon Steel Corp | 多孔質ニッケル合金箔もしくは薄帯の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62072807A patent/JPH0613744B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238447A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-23 | Nippon Steel Corp | 多孔質ニッケル合金箔もしくは薄帯の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03287736A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-18 | Okano Valve Seizo Kk | 耐熱耐食性Ｃｒ―Ｎｉ基合金 |
| JPH0541688B2 (ja) * | 1990-04-04 | 1993-06-24 | Okano Valve Seizo Kk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0613744B2 (ja) | 1994-02-23 |
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