JPS6353859A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS6353859A JPS6353859A JP61195402A JP19540286A JPS6353859A JP S6353859 A JPS6353859 A JP S6353859A JP 61195402 A JP61195402 A JP 61195402A JP 19540286 A JP19540286 A JP 19540286A JP S6353859 A JPS6353859 A JP S6353859A
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Links
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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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (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〕
本発明は燃料電池に係り、特に溶融炭酸塩型燃料電池に
関する。
関する。
溶融炭酸塩型の燃料電池は、従来は第４図に示すように
構成されていた。すなわち電解質板１の両側をアノード
電極板２とカソードＴ！！極板３で挾持し、アノード電
極板２の外側にはこのアノード電極板２と対向する面に
複数本の平行な燃料ガスを供給する燃料流路溝４が形成
され、反対の面にはこれらの燃料流路溝４と直角な方向
に複数本の平行な酸化ガスを供給する酸化剤流路溝５が
形成されたセパレータ板６が当接している。またカソー
ド電極板３の外側にこのセパレータ板６と同一の構造の
セパレータ板が、酸化剤流路溝５が形成された面を介し
て当接している。このように構成されたセルを１ユニツ
トとして多数のセルユニットを積層して燃料電池を形成
している。
構成されていた。すなわち電解質板１の両側をアノード
電極板２とカソードＴ！！極板３で挾持し、アノード電
極板２の外側にはこのアノード電極板２と対向する面に
複数本の平行な燃料ガスを供給する燃料流路溝４が形成
され、反対の面にはこれらの燃料流路溝４と直角な方向
に複数本の平行な酸化ガスを供給する酸化剤流路溝５が
形成されたセパレータ板６が当接している。またカソー
ド電極板３の外側にこのセパレータ板６と同一の構造の
セパレータ板が、酸化剤流路溝５が形成された面を介し
て当接している。このように構成されたセルを１ユニツ
トとして多数のセルユニットを積層して燃料電池を形成
している。
電解質板１はリチウムアルミネートなどを原料とする多
孔質セラミックに炭酸塩、例えば１１２ｃＯ３やＫ ｚ
ＣＯｓを含浸させたものであり、アノード電極板２は
Ｎｉ、カソード電極板３はＮｉＯからなる多孔質体で形
成されている。またセパレータ板６は電池運転温度が６
００℃乃至７００℃の高温であり、かつ炭酸塩が強アル
カリであるために。
孔質セラミックに炭酸塩、例えば１１２ｃＯ３やＫ ｚ
ＣＯｓを含浸させたものであり、アノード電極板２は
Ｎｉ、カソード電極板３はＮｉＯからなる多孔質体で形
成されている。またセパレータ板６は電池運転温度が６
００℃乃至７００℃の高温であり、かつ炭酸塩が強アル
カリであるために。
耐食、耐熱性を有するフェライト系ステンレス鋼で形成
されている。
されている。
上記のように構成された燃料電池を６００℃乃至７００
℃に加熱し、炭酸塩を溶融させて各電極において下記の
電気化学反応をさせることにより発電が行なわれる。
℃に加熱し、炭酸塩を溶融させて各電極において下記の
電気化学反応をさせることにより発電が行なわれる。
アノード側：
Ｈｚ ＋ ＣＯａ”−→ＨｚＯ＋Ｃ○２＋２ｅ−カソー
ド側： １／２０ｚ＋ＣＣ）ｚ＋２ｅ−−＋ＣＯｓ”−各セルに
は電気化学反応の促進、接触抵抗の減少及びセル外部へ
のガス流出の防止のため上下から荷重を負荷している。
ド側： １／２０ｚ＋ＣＣ）ｚ＋２ｅ−−＋ＣＯｓ”−各セルに
は電気化学反応の促進、接触抵抗の減少及びセル外部へ
のガス流出の防止のため上下から荷重を負荷している。
従来の燃料電池において、電池内ガスをシールする方法
としては、第５図に示すように１対のセパレータ板６の
間に電解質板１を挾み込み、運転温度まで電池温度を上
昇させたときに炭酸塩が溶融してシール部分でセパレー
タ板６と電解質板１との間をウェットシールするように
していた。
としては、第５図に示すように１対のセパレータ板６の
間に電解質板１を挾み込み、運転温度まで電池温度を上
昇させたときに炭酸塩が溶融してシール部分でセパレー
タ板６と電解質板１との間をウェットシールするように
していた。
しかしながら上記の従来の燃料電池の構造によると、炭
酸塩によるセパレータ板６の腐食については考慮されて
おらず、この結果炭酸塩の強アルカリ性によりセパレー
タ板６の端部に局部的な肉厚減少が生じ、ガスシール性
が悪化するという問題があった。また電解質板１とセパ
レータ板６の線膨張係数が異なるため、電解質板１とセ
パレータ板６とのシール部ののびの差によりシール部が
割れるという欠点もあった。さらにまた、セパレータ板
６及び電極２，３の加工精度によっては、電極２，３が
薄いかまたはセパレータ板６に形成された流路溝４，５
の山が高い場合には、第５図に示すようにｆ１！＋ｌ１
Ａ２，３とセパレータ板６の間に間ｖＸ７が発生する。
酸塩によるセパレータ板６の腐食については考慮されて
おらず、この結果炭酸塩の強アルカリ性によりセパレー
タ板６の端部に局部的な肉厚減少が生じ、ガスシール性
が悪化するという問題があった。また電解質板１とセパ
レータ板６の線膨張係数が異なるため、電解質板１とセ
パレータ板６とのシール部ののびの差によりシール部が
割れるという欠点もあった。さらにまた、セパレータ板
６及び電極２，３の加工精度によっては、電極２，３が
薄いかまたはセパレータ板６に形成された流路溝４，５
の山が高い場合には、第５図に示すようにｆ１！＋ｌ１
Ａ２，３とセパレータ板６の間に間ｖＸ７が発生する。
また逆に電極２，３の厚さが厚いかまたはセパレータ板
６に形成された流路溝４．５の山が低い場合には、第６
図に示すように電解質板１とセパレータ板６との間に間
隙８が発生する。そして前者の場合には電極２．３と電
解質板１との接触抵抗が増大し、電池性能が低下すると
ともに、シール部に大きな圧縮応力がかかるため電解質
板１のシール部に割れが発生するという問題があった。
６に形成された流路溝４．５の山が低い場合には、第６
図に示すように電解質板１とセパレータ板６との間に間
隙８が発生する。そして前者の場合には電極２．３と電
解質板１との接触抵抗が増大し、電池性能が低下すると
ともに、シール部に大きな圧縮応力がかかるため電解質
板１のシール部に割れが発生するという問題があった。
一方後者の場合にはシール部においてセパレータ板６と
電解質板１との間に間隙が発生するため、セル内のガス
がセル外部に流出するとともに、セル内部に集中的に荷
重がかかりセル中央部の電解質板１が割れてガスのロス
が発生するという問題があった。そしてこれらの電極２
．３とセパレータ板６とを精度よく製造することは難か
しく２品質管理に手間がかかるという問題もあった。な
おこの種の燃料電池のガスシール部の構造としては、特
開昭６０−３９７７０号公報によって開示されたように
、電解質板１または電極２゜３とセパレータ板６との接
触部に凹凸を形成して密着させた提案が公知であるが、
この提案では電解質板１やセパレータ板６の破損の問題
については配慮されていなかった。
電解質板１との間に間隙が発生するため、セル内のガス
がセル外部に流出するとともに、セル内部に集中的に荷
重がかかりセル中央部の電解質板１が割れてガスのロス
が発生するという問題があった。そしてこれらの電極２
．３とセパレータ板６とを精度よく製造することは難か
しく２品質管理に手間がかかるという問題もあった。な
おこの種の燃料電池のガスシール部の構造としては、特
開昭６０−３９７７０号公報によって開示されたように
、電解質板１または電極２゜３とセパレータ板６との接
触部に凹凸を形成して密着させた提案が公知であるが、
この提案では電解質板１やセパレータ板６の破損の問題
については配慮されていなかった。
本発明の目的は破損やガスもれを防止し、電池性能を向
上させることのできる燃料電池を提供することにある。
上させることのできる燃料電池を提供することにある。
上記目的は、アノード電極板とカソード電極板の電解質
板及びセパレータ板に対するガスシールド部に、加熱加
圧してなる圧密化層を形成することにより達成される。
板及びセパレータ板に対するガスシールド部に、加熱加
圧してなる圧密化層を形成することにより達成される。
上記の構成によると、電解質板側ではウェットシールと
なるがセパレータ板側ではドライシールされているため
、電解質板側のシール部が割れてもガス流路溝からガス
もれすることはない。またセパレータ板に電極を埋め込
む必要がないため流路溝の山の面とシール部の面とは同
一面となり、セル全体に均一な面圧が分布し、局部的荷
重による電解質板の割れはなくなる。さらにセパレータ
板と電極板との間は密着しセル上下から荷重をかけるこ
とによって接触抵抗を調整することができる。
なるがセパレータ板側ではドライシールされているため
、電解質板側のシール部が割れてもガス流路溝からガス
もれすることはない。またセパレータ板に電極を埋め込
む必要がないため流路溝の山の面とシール部の面とは同
一面となり、セル全体に均一な面圧が分布し、局部的荷
重による電解質板の割れはなくなる。さらにセパレータ
板と電極板との間は密着しセル上下から荷重をかけるこ
とによって接触抵抗を調整することができる。
以下１本発明の一実施例を第１図乃至第３図により説明
する。これらの図において、第４図に示す従来例と同一
または同等部分には同一符号を付して示し、説明を省略
する。
する。これらの図において、第４図に示す従来例と同一
または同等部分には同一符号を付して示し、説明を省略
する。
アノード電極板２とカソード電極板３の中央の反応部は
Ｎｉ粉末を成形焼結して形成されている。
Ｎｉ粉末を成形焼結して形成されている。
電極板２，３のそれぞれの周縁のシール部９゜１０は、
例えばＮｉ粉末、ＳＯ３粉末、繊維を抵抗間接加熱法、
高周波間接加熱法などによりホットプレスして圧密化層
となっている。これらのシール部９，１０と反応部との
それぞれの境界１１゜１２は間隙が発生しないように、
シール部９゜１０によって電極板２，３をおおうように
焼結されている。またシール部９，１０の電解質板１と
の接触面には、シール部９，１０の腐食防止のために第
３図に示すように例えばＡｕｚＯａのセラミックスコー
ティング１３が施されている。そして第２図に示すよう
にセパレータ板６の流路溝４゜５の山の面とシール部９
，１ｏに対向する面とは同一面に形成されている。
例えばＮｉ粉末、ＳＯ３粉末、繊維を抵抗間接加熱法、
高周波間接加熱法などによりホットプレスして圧密化層
となっている。これらのシール部９，１０と反応部との
それぞれの境界１１゜１２は間隙が発生しないように、
シール部９゜１０によって電極板２，３をおおうように
焼結されている。またシール部９，１０の電解質板１と
の接触面には、シール部９，１０の腐食防止のために第
３図に示すように例えばＡｕｚＯａのセラミックスコー
ティング１３が施されている。そして第２図に示すよう
にセパレータ板６の流路溝４゜５の山の面とシール部９
，１ｏに対向する面とは同一面に形成されている。
次に本実施例の作用及び効果を説明する。セパレータ板
６とシール部９，１０とはドライシールとすることがで
きるのでシール性が向上し、シール部９，１ｏにおいて
電解質板１が割れても電極シール部でセル内部とはシー
ルされているのでガスもれが発生することはない。従っ
てガスの利用効率が向上する。またセパレータ板６はシ
ール部９．１０と電極接触部とが同一平面であるために
、セル全体で面圧分布を均一にすることができ、電池性
能が向上する。またシール部９，１０はセラミックスコ
ーティングされているため炭酸塩による腐食を防ぐこと
ができる。さらにまた電極板２゜３、電解質板１、セパ
レータ板６が互いに密着しているため、セル上下から荷
重をかければ接触抵抗が減少し電池性能が向上する。し
かもセパレータ板６にｍｔｙ２．３を嵌合するための溝
を形成する必要がないため、加工数が減り素材を小さく
できコストを下げることもできる。
６とシール部９，１０とはドライシールとすることがで
きるのでシール性が向上し、シール部９，１ｏにおいて
電解質板１が割れても電極シール部でセル内部とはシー
ルされているのでガスもれが発生することはない。従っ
てガスの利用効率が向上する。またセパレータ板６はシ
ール部９．１０と電極接触部とが同一平面であるために
、セル全体で面圧分布を均一にすることができ、電池性
能が向上する。またシール部９，１０はセラミックスコ
ーティングされているため炭酸塩による腐食を防ぐこと
ができる。さらにまた電極板２゜３、電解質板１、セパ
レータ板６が互いに密着しているため、セル上下から荷
重をかければ接触抵抗が減少し電池性能が向上する。し
かもセパレータ板６にｍｔｙ２．３を嵌合するための溝
を形成する必要がないため、加工数が減り素材を小さく
できコストを下げることもできる。
本発明によれば、燃料電池の電極板のガスシール部に加
熱加圧して圧密化層を形成したので、破損やガスもれを
防止し電池性能を向上させることができる。
熱加圧して圧密化層を形成したので、破損やガスもれを
防止し電池性能を向上させることができる。
第１図は本発明に係る燃料電池の一実施例を示す分解斜
視図、第２図は第１図の縦断面図、第３図は第１図の電
極板を示す斜視図、第４図は従来の燃料電池を示す分解
斜視図、第５図及び第６図は第４図の縦断面図である。 １・・・電解質板、２・・・アノード電極板、３・・・
カソード電極板、４・・燃料流路溝、５・・・酸化剤流
路溝、６・・・セパレータ板、９，１０・・・シール部
、１３・・・セラミックスコーティング。
視図、第２図は第１図の縦断面図、第３図は第１図の電
極板を示す斜視図、第４図は従来の燃料電池を示す分解
斜視図、第５図及び第６図は第４図の縦断面図である。 １・・・電解質板、２・・・アノード電極板、３・・・
カソード電極板、４・・燃料流路溝、５・・・酸化剤流
路溝、６・・・セパレータ板、９，１０・・・シール部
、１３・・・セラミックスコーティング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アノード電極板とカソード電極板との間に電解質板
を挾持し、これらの電極板の外側をガス流路が形成され
たセパレータ板で挾持してなる燃料電池において、前記
アノード電極板及びカソード電極板の前記電解質板及び
セパレータ板に対するガスシール部に、加熱加圧してな
る圧密化層を形成したしたを特徴とする燃料電池。 ２、特許請求の範囲第１項において、各電極板のガスシ
ール部にセラミックスコーティングをしたことを特徴と
する燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195402A JPS6353859A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195402A JPS6353859A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353859A true JPS6353859A (ja) | 1988-03-08 |
Family
ID=16340522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61195402A Pending JPS6353859A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6353859A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0852314A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | San Techno Kk | 粒子凝集装置 |
| CN113113629A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-13 | 浙江海晫新能源科技有限公司 | 一种双极板的密封工艺及其应用的双极板、燃料电池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58129766A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-02 | Hitachi Ltd | 溶融塩型燃料電池 |
| JPS60163376A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-26 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS61147461A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-05 | Toshiba Corp | 燃料電池の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP61195402A patent/JPS6353859A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58129766A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-02 | Hitachi Ltd | 溶融塩型燃料電池 |
| JPS60163376A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-26 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS61147461A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-05 | Toshiba Corp | 燃料電池の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0852314A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | San Techno Kk | 粒子凝集装置 |
| CN113113629A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-13 | 浙江海晫新能源科技有限公司 | 一种双极板的密封工艺及其应用的双极板、燃料电池 |
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