JPS63294668A - 溶融炭酸塩型燃料電池のマトリックス - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池のマトリックスInfo
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- JPS63294668A JPS63294668A JP62130749A JP13074987A JPS63294668A JP S63294668 A JPS63294668 A JP S63294668A JP 62130749 A JP62130749 A JP 62130749A JP 13074987 A JP13074987 A JP 13074987A JP S63294668 A JPS63294668 A JP S63294668A
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- lithium aluminate
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- carbonate fuel
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
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- H01M8/0295—Matrices for immobilising electrolyte melts
-
- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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］
本発明は溶融炭酸塩型燃料電池（以下ＭＣＦＣと云う）
のマトリックスに関する。
のマトリックスに関する。
［従来技術とその問題点］
一般のＭＣＦＣは第１図に示すように電解質板３を挟ん
で配置されたアノード電極４．カソード電極５．ガス分
離板１及び２波形の集電波６及び７ （６，７は波形方
向は互いに直角）等から成っている。
で配置されたアノード電極４．カソード電極５．ガス分
離板１及び２波形の集電波６及び７ （６，７は波形方
向は互いに直角）等から成っている。
ここで電解質板は一般に電解質保持材であるリチウムア
ルミネート（ＬｉＡ４４０ｇ）の粉末から成るマトリッ
クスに炭酸塩を保持したものが採用されている。リチウ
ム・アルミネートは、α、β、γの結晶形があり、従来
はＴ−リチウム・アルミネートか、Ｔ−リチウム・アル
ミネートを主成分とするものが用いられてきた。これら
はα、β、Ｔそれぞれのリチウム・アルミネートを炭酸
塩と混合して、ルツボ中でＭＣＦＣの運転温度である６
００〜７００℃まで加熱するとαは数十〜数百時間で、
βも数百時間でＴに変化するという実験上の知見に基づ
き、Ｔが最も安定であるとされてきたためである。一方
炭酸塩の保持性を高めるためにはできるだけ、こまかい
リチウム・アルミネート粉末を用いるのが良いとされて
きた。これは、細かい粉末を用いることにより、マトリ
ックスの細孔を小さくすることができその結果、毛管圧
が高まり、溶融状態での塩の保持性が高くなるためであ
る。
ルミネート（ＬｉＡ４４０ｇ）の粉末から成るマトリッ
クスに炭酸塩を保持したものが採用されている。リチウ
ム・アルミネートは、α、β、γの結晶形があり、従来
はＴ−リチウム・アルミネートか、Ｔ−リチウム・アル
ミネートを主成分とするものが用いられてきた。これら
はα、β、Ｔそれぞれのリチウム・アルミネートを炭酸
塩と混合して、ルツボ中でＭＣＦＣの運転温度である６
００〜７００℃まで加熱するとαは数十〜数百時間で、
βも数百時間でＴに変化するという実験上の知見に基づ
き、Ｔが最も安定であるとされてきたためである。一方
炭酸塩の保持性を高めるためにはできるだけ、こまかい
リチウム・アルミネート粉末を用いるのが良いとされて
きた。これは、細かい粉末を用いることにより、マトリ
ックスの細孔を小さくすることができその結果、毛管圧
が高まり、溶融状態での塩の保持性が高くなるためであ
る。
以上の点から、材料としては、できるだけ細かいｒ−！
Ｊチウム・アルミネート又は、γ−リチウム・アルミネ
ート主体のリチウム・アルミネートを用いるのが一般的
であった。しかしながら、この材料には次の欠点があっ
た。
Ｊチウム・アルミネート又は、γ−リチウム・アルミネ
ート主体のリチウム・アルミネートを用いるのが一般的
であった。しかしながら、この材料には次の欠点があっ
た。
■０．１ ｍ以下の非常に細かい微粉末を得るために粉
砕分級する工程に長時間を要し、収率も悪かった。
砕分級する工程に長時間を要し、収率も悪かった。
■非常に細かい微粉末を用いてマトリックスを製造する
と、マトリックスシート乾燥工程でシートに割れが発生
しやすい。
と、マトリックスシート乾燥工程でシートに割れが発生
しやすい。
［発明の目的］
本発明は、上述の欠点を除き、微粉砕を必要とせず乾燥
時の割れ発生もな（、かつ炭酸塩の保持性能が高いＭＣ
ＦＣ用マトリックスを提供するものである。
時の割れ発生もな（、かつ炭酸塩の保持性能が高いＭＣ
ＦＣ用マトリックスを提供するものである。
［発明の要点］
筆者らは、従来、不適とされ充いたα−リチウムアルミ
ネート（平均粒径０．１ μｍ）を用いたマトリックス
を実際のセルに適用してみると意外にも数千時間安定で
あり、電解質の保持性も良好であることを見出した。理
由はさだがではないが、実際のマトリックスはリチウム
・アルミネートと炭酸塩とが密につまったタイル状をし
ており、単にリチウムアルミネートと塩を混合した状態
とは異なることがα−リチウム・アルミネートの安定性
と関係があると推定される。
ネート（平均粒径０．１ μｍ）を用いたマトリックス
を実際のセルに適用してみると意外にも数千時間安定で
あり、電解質の保持性も良好であることを見出した。理
由はさだがではないが、実際のマトリックスはリチウム
・アルミネートと炭酸塩とが密につまったタイル状をし
ており、単にリチウムアルミネートと塩を混合した状態
とは異なることがα−リチウム・アルミネートの安定性
と関係があると推定される。
したがって、本発明の要点は、α−リチウム・アルミネ
ート又はα−リチウム・アルミネートを主体とするりチ
ウムアルミネートを用いてマトリックスを作ることにあ
る。
ート又はα−リチウム・アルミネートを主体とするりチ
ウムアルミネートを用いてマトリックスを作ることにあ
る。
［発明の実施例］
〈実施例〉
比較的容易に粉砕できる限度である平均粒径０゜１μｍ
のα−リチウムアルミネート１００部にパルプ５部と水
を加えて撹拌し、得られた水性スラリー中に凝集剤を添
加し、抄造に適したブロックを形成し、抄紙機により厚
さ２ＩＩＩ１１程度のマトリックスの生シートを得た。
のα−リチウムアルミネート１００部にパルプ５部と水
を加えて撹拌し、得られた水性スラリー中に凝集剤を添
加し、抄造に適したブロックを形成し、抄紙機により厚
さ２ＩＩＩ１１程度のマトリックスの生シートを得た。
該生シート上に所定量の炭酸塩をのせて、６００℃で加
熱し、バルブを焼失させると同時に炭酸塩を溶解してシ
ート内に含浸させ、冷却し電解質タイルを得た。
熱し、バルブを焼失させると同時に炭酸塩を溶解してシ
ート内に含浸させ、冷却し電解質タイルを得た。
〈比較例〉
平均粒径０．１ μｍのγ−リチウム・アルミネートを
用い、実施例と同様な方法で電解質タイルを得た。
用い、実施例と同様な方法で電解質タイルを得た。
第２図は実施例と比較例の電解質タイルを用いたセルの
寿命特性を試験した結果である。実施例のセルが３００
０時間後も安定であるのに対して、比較例のセルは４０
０時間でかなりの特性劣化がみられる。また第１表は試
験後のセルを分解し、リチウムアルミネートの結晶形、
電解質板、アノード、カソードそれぞれの炭酸塩の含有
量を測定し、試験前のそれらとの比較したものである。
寿命特性を試験した結果である。実施例のセルが３００
０時間後も安定であるのに対して、比較例のセルは４０
０時間でかなりの特性劣化がみられる。また第１表は試
験後のセルを分解し、リチウムアルミネートの結晶形、
電解質板、アノード、カソードそれぞれの炭酸塩の含有
量を測定し、試験前のそれらとの比較したものである。
結晶形は、実施例では、α型が３０００時間後もＸ線回
折の結果α型でとどまっているのが判明した。
折の結果α型でとどまっているのが判明した。
塩含有量は、実施例のものが試験後に電解質板から電極
への移動が少ないのに対し、比較例のものでは、特に試
験後のアノード塩含量が多く、アノード側への塩の移動
がかなりあり、これが多孔−電極の孔をうめ、その結果
、反応ガスの拡散が阻害されるようになり特性が劣化し
たものと考えられる。
への移動が少ないのに対し、比較例のものでは、特に試
験後のアノード塩含量が多く、アノード側への塩の移動
がかなりあり、これが多孔−電極の孔をうめ、その結果
、反応ガスの拡散が阻害されるようになり特性が劣化し
たものと考えられる。
α型のりチウムアルミネートが何故、塩の保持性が良い
かは、さたかではないが、たぶんその結晶構造が、結晶
表面の凸凹がはげしく、山形をしていて、比表面積も大
きく、炭酸塩の見かけの付着力を増していると考えられ
る。なお、当然の事ながら、材料としてのリチウムアル
ミネートは純粋なα型のみでなくとも、α型を主成分と
するβやγ型の混合系でも同様な結晶が得られている。
かは、さたかではないが、たぶんその結晶構造が、結晶
表面の凸凹がはげしく、山形をしていて、比表面積も大
きく、炭酸塩の見かけの付着力を増していると考えられ
る。なお、当然の事ながら、材料としてのリチウムアル
ミネートは純粋なα型のみでなくとも、α型を主成分と
するβやγ型の混合系でも同様な結晶が得られている。
［発明の効果］
本発明によれば、α−リチウムアルミネート又はα−リ
チウムアルミネートを主体とするりチウムアルミネート
をマトリックスの材料として用いる事により炭酸塩の保
持性が向上し、よって寿命特性のよいセルが得られる。
チウムアルミネートを主体とするりチウムアルミネート
をマトリックスの材料として用いる事により炭酸塩の保
持性が向上し、よって寿命特性のよいセルが得られる。
第１図は一般的な溶融炭酸塩型燃料電池の構造を示す断
面図、第２図は本発明の実施例によるセルへの寿命特性
を示すグラフ図である。 ｌ：ガス分離板 ２：ガス分散板 ３：を解質板 ４ニアノード電極 ５：カソード電極 ６：集電板 ７：集電板
面図、第２図は本発明の実施例によるセルへの寿命特性
を示すグラフ図である。 ｌ：ガス分離板 ２：ガス分散板 ３：を解質板 ４ニアノード電極 ５：カソード電極 ６：集電板 ７：集電板
Claims (1)
- 電解質保持材としてリチウムアルミネートを用いる溶融
炭酸塩型燃料電池のマトリックスにおいて、材料として
α−リチウム・アルミネート単独もしくはα−リチウム
・アルミネートを主成分とするリチウム・アルミネート
を用いることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池用マト
リックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130749A JPS63294668A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 溶融炭酸塩型燃料電池のマトリックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130749A JPS63294668A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 溶融炭酸塩型燃料電池のマトリックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63294668A true JPS63294668A (ja) | 1988-12-01 |
Family
ID=15041719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62130749A Pending JPS63294668A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 溶融炭酸塩型燃料電池のマトリックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63294668A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5595832A (en) * | 1993-09-03 | 1997-01-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell |
| US5827495A (en) * | 1995-10-03 | 1998-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell and method of manufacturing retaining material for electrolyte body of molten carbonate fuel cell |
| EP1109759A4 (en) * | 1998-08-18 | 2004-05-12 | Energy Res Corp | MATRIX FOR CARBONATE ELECTROCHEMICAL CELLS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| JP2008123831A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 電解質保持板形成用スラリー組成物、電解質保持板形成用グリーンシート及びこれらを用いた電解質保持板並びにこれらの製造方法 |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62130749A patent/JPS63294668A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5595832A (en) * | 1993-09-03 | 1997-01-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell |
| US5827495A (en) * | 1995-10-03 | 1998-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell and method of manufacturing retaining material for electrolyte body of molten carbonate fuel cell |
| US6037076A (en) * | 1995-10-03 | 2000-03-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell and method of manufacturing retaining material for electrolyte body of molten carbonate fuel cell |
| EP1109759A4 (en) * | 1998-08-18 | 2004-05-12 | Energy Res Corp | MATRIX FOR CARBONATE ELECTROCHEMICAL CELLS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| JP2008123831A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 電解質保持板形成用スラリー組成物、電解質保持板形成用グリーンシート及びこれらを用いた電解質保持板並びにこれらの製造方法 |
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