JPH0760690B2 - Molten carbonate fuel cell - Google Patents
Molten carbonate fuel cellInfo
- Publication number
- JPH0760690B2 JPH0760690B2 JP61136835A JP13683586A JPH0760690B2 JP H0760690 B2 JPH0760690 B2 JP H0760690B2 JP 61136835 A JP61136835 A JP 61136835A JP 13683586 A JP13683586 A JP 13683586A JP H0760690 B2 JPH0760690 B2 JP H0760690B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten carbonate
- fuel cell
- carbonate fuel
- matrix
- cell according
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- 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
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は溶融炭酸塩型燃料電池に係り、特に溶融した炭
酸塩を電解質として保持するためのマトリックスの構成
を改良した溶融炭酸塩型燃料電池に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a molten carbonate fuel cell, and more particularly to a molten carbonate having an improved matrix structure for retaining molten carbonate as an electrolyte. The present invention relates to a carbonate fuel cell.
(従来の技術) 従来から、燃料の有している化学的エネルギーを直接電
気的エネルギーに変換するものとして燃料電池が知られ
ている。この燃料電池は通常、電解質を保持した厚さ1m
m以下のマトリクスを挟んで燃料極および酸化剤極の一
対の電極を配置すると共に、燃料極に燃料ガスを供給し
また酸化剤極に酸化剤ガスを供給し、このとき起こる電
気化学的反応を利用して上記両電極間から電気エネルギ
ーを取出すようにしたものであり、上記燃料ガスと酸化
剤ガスが供給されている限り高い変換効率で電気エネル
ギーを取出すことができるものである。(Prior Art) Conventionally, a fuel cell has been known as a device that directly converts chemical energy of fuel into electrical energy. This fuel cell usually has a thickness of 1 m
A pair of electrodes, a fuel electrode and an oxidizer electrode, are arranged with a matrix of m or less sandwiched between them, and a fuel gas is supplied to the fuel electrode and an oxidizer gas is supplied to the oxidizer electrode. The electric energy is extracted from between the electrodes by utilizing the electric energy, and the electric energy can be extracted with high conversion efficiency as long as the fuel gas and the oxidant gas are supplied.
さて、この種の燃料電池としては種々のものがあるが、
リン酸水溶液を電解質としたリン酸型燃料電池に次いで
実用化されると期待されている第二世代の燃料電池とし
て溶融炭酸塩型燃料電池がある。この溶融炭酸塩型燃料
電池は、溶融した炭酸塩を電解質として保持したマトリ
ックスを挟んで,燃料極および酸化剤極の一対の電極を
配置して成り、燃料極には燃料ガスとして水素ガスを,
また酸化剤極には炭酸ガスおよび酸化剤ガスとして空気
を夫々供給し、このとき起こる電気化学的反応により両
電極間から電気エネルギーを取出すようにしたものであ
る。その動作原理を図で示すと、第2図のようになる。
すなわち第2図において、燃料電池本体の右側の酸化剤
極1には炭酸ガスおよび空気が供給され、外部負荷2を
通って移動してきた電子を受け取って炭酸イオンとな
る。この炭酸イオンは、溶融した炭酸塩である電解質3
中を左側の燃料極4へ移動し、この燃料極4に供給され
る水素ガスと反応して炭酸ガスや水を生成すると共に、
電子を外部負荷2へ放出する。すなわち、次式のような
反応が行なわれるものである。Now, there are various types of fuel cells of this type,
A molten carbonate fuel cell is a second-generation fuel cell that is expected to be put into practical use next to a phosphoric acid fuel cell that uses an aqueous solution of phosphoric acid as an electrolyte. This molten carbonate fuel cell comprises a pair of electrodes, a fuel electrode and an oxidant electrode, sandwiching a matrix holding molten carbonate as an electrolyte, and hydrogen gas is used as a fuel gas in the fuel electrode.
Air is supplied to the oxidant electrode as carbon dioxide gas and oxidant gas, respectively, and electric energy is taken out from between the electrodes by an electrochemical reaction occurring at this time. The operation principle is shown in FIG.
That is, in FIG. 2, carbon dioxide gas and air are supplied to the oxidizer electrode 1 on the right side of the fuel cell main body, and the electrons that have moved through the external load 2 are received and become carbonate ions. This carbonate ion is the electrolyte 3 which is a molten carbonate.
While moving inside to the left fuel electrode 4, reacting with hydrogen gas supplied to this fuel electrode 4 to generate carbon dioxide gas and water,
The electrons are emitted to the external load 2. That is, the reaction represented by the following formula is performed.
酸化剤極:1/2 O2+CO2+2e→CO3 -- ……(1) 燃料極:H2+CO3 --→H2O+CO2+2e ……(2) 全体として H2+1/2 O2→H2O ……(3) また第3図は、この種の溶融炭酸塩型燃料電池における
単位電池の構成例を断面図にて示したものである。第3
図において、5は溶融した炭酸塩を電解質として保持し
たマトリックスであり、このマトリクス5を両側から挟
むように,燃料極6および酸化剤極7からなる一対の多
孔質電極(多孔質ニッケル板の電極)が配置されてい
る。また、これら燃料極6および酸化剤極7の反マトリ
ックス5側には,集電体を兼ねたスペーサ8および9が
夫々配置されており、さらにこれら各スペーサ8および
9の反電極側には,端板(集合電池であればバイポーラ
板)10および11が夫々配置されている。そして実際に
は、このような単位電池を複数個だけ積層して溶融炭酸
塩型燃料電池(MCFC)が構成され、燃料極6に水素ガス
を,また酸化剤極7に炭酸ガスおよび空気を夫々供給す
ることにより、このとき起こる電気化学的反応によって
両電極6,7間から電気エネルギーが取出されるようにな
っている。なお、上述のスペーサ8および9は、電極6
および7と端板10および11との間の電子の通路と,反応
ガスの流通路の役割を果たすものである。Oxidizer electrode: 1/2 O 2 + CO 2 + 2e → CO 3 - ...... (1) Fuel electrode: H 2 + CO 3 - → H 2 O + CO 2 + 2e ...... (2) as a whole H 2 +1/2 O 2 → H 2 O (3) FIG. 3 is a sectional view showing an example of the constitution of a unit cell in this kind of molten carbonate fuel cell. Third
In the figure, 5 is a matrix that holds molten carbonate as an electrolyte, and a pair of porous electrodes (a porous nickel plate electrode) composed of a fuel electrode 6 and an oxidizer electrode 7 sandwiching the matrix 5 from both sides. ) Has been placed. Further, spacers 8 and 9 also serving as current collectors are arranged on the side opposite to the matrix 5 of the fuel electrode 6 and the oxidizer electrode 7, respectively, and further, on the side opposite to the electrodes of these spacers 8 and 9, End plates (bipolar plates in the case of an assembled battery) 10 and 11 are arranged respectively. In reality, a molten carbonate fuel cell (MCFC) is constructed by stacking a plurality of such unit cells, and hydrogen gas is supplied to the fuel electrode 6 and carbon dioxide and air are supplied to the oxidizer electrode 7. By supplying, electric energy is taken out from between both electrodes 6 and 7 by the electrochemical reaction that occurs at this time. The spacers 8 and 9 described above are used for the electrode 6
And 7 and the end plates 10 and 11 serve as electron passages and reaction gas flow passages.
ところで、上述のような溶融炭酸塩型燃料電池におい
て、溶融した炭酸塩を電解質として保持するためのマト
リックスとしては、次のような特性条件を有することが
必要である。By the way, in the molten carbonate fuel cell as described above, the matrix for holding the molten carbonate as an electrolyte needs to have the following characteristic conditions.
(a) 電解質としての炭酸塩の保持能力が十分である
こと (b) 溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)内での反応ガス
の交差混合を阻止すること (c) 溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)の起動,停止を
行なうにあたって安定に作動させるために,熱サイクル
に対して安定であること (d) 単位電池の積層中に破損しないように十分な強
度を有すること さて、従来では上述のようなマトリックスを成形するに
あたっては、セラミックス等のマトリックス骨材を薄板
状の多孔質体に成形してマトリックスとし、このマトリ
ックスの内部に混合炭酸塩(Li2CO3,K2CO3)を含浸保
持するような方法が採られてきている。しかしながら、
このような方法で成形されたマトリックスでは、溶融炭
酸塩型燃料電池の小形化を図ろうとして厚みを薄くする
と、その強度が小さくなって取扱いが非常に困難となる
ばかりでなく、熱サイクルによって割れが発生するとい
う問題がある。(A) Sufficient capacity to retain carbonate as an electrolyte (b) Prevent cross-mixing of reaction gases in a molten carbonate fuel cell (MCFC) (c) Molten carbonate fuel cell ( To ensure stable operation when starting and stopping the MCFC, it must be stable against heat cycles. (D) It must have sufficient strength so that it will not be damaged during stacking of unit cells. When forming such a matrix, a matrix aggregate such as ceramics is formed into a thin plate-like porous body to form a matrix, and the inside of this matrix is impregnated with mixed carbonate (Li 2 CO 3 , K 2 CO 3 ). Methods such as holding have been adopted. However,
In the matrix formed by such a method, when the molten carbonate fuel cell is made thin to reduce its size, its strength is reduced and it becomes very difficult to handle. There is a problem that occurs.
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように、従来の溶融炭酸塩型燃料電池のマトリッ
クスにおいては、マトリックスの厚みを薄くするとその
強度が小さくなって取扱いが非常に困難となるばかりで
なく、熱サイクルによって割れが発生するという問題が
あった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the matrix of the conventional molten carbonate fuel cell, when the thickness of the matrix is made thin, its strength becomes small and not only the handling becomes very difficult. However, there is a problem that cracks occur due to the heat cycle.
そこで本発明では、強度が大きく取扱いが極めて容易
で,しかも熱サイクルによる割れの発生を低減すること
が可能な信頼性の高いマトリックスを備えた溶融炭酸塩
型燃料電池を提供することを目的とするものである。Therefore, it is an object of the present invention to provide a molten carbonate fuel cell having a matrix which has high strength, is extremely easy to handle, and can reduce the occurrence of cracks due to thermal cycles. It is a thing.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために本発明では、溶融した炭酸
塩を電解質として保持したマトリックスを挟んで、燃料
極および酸化剤極の一対の電極を配置して成り、燃料極
に水素ガスをまた酸化剤極に炭酸ガスおよび酸化剤ガス
を夫々供給して、このとき起こる電気化学的反応により
両電極間から電気エネルギーを取り出すようにした溶融
炭酸塩型燃料電池において、上記マトリックスは、耐食
処理した薄板状の多孔質材の孔内にマトリックス骨材を
含浸付与して成る多孔質体の少なくとも片面側に、耐泡
出障壁として微細孔層を設けた構造とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, a pair of a fuel electrode and an oxidant electrode is sandwiched by a matrix holding a molten carbonate as an electrolyte. Melting in which electrodes are arranged and hydrogen gas is supplied to the fuel electrode and carbon dioxide gas and oxidant gas are supplied to the oxidant electrode, respectively, and electric energy is taken out from between the electrodes by the electrochemical reaction occurring at this time. In the carbonate fuel cell, the matrix is a porous layer formed by impregnating the pores of a corrosion-resistant thin plate-like porous material with matrix aggregates, and at least one surface side of the porous body has a microporous layer as a foaming barrier. Is provided.
ここで、特に上記微細孔層は、その平均細孔径が0.1〜
1μmであることが望ましい。Here, in particular, the fine pore layer has an average pore diameter of 0.1 to
It is preferably 1 μm.
また、上記微細孔層は、その厚みが0.05〜0.15mmである
ことが望ましい。Further, it is desirable that the microporous layer has a thickness of 0.05 to 0.15 mm.
さらに、上記多孔質材を含む多孔質体は、その平均細孔
径が2〜10μmであることが望ましい。Further, it is desirable that the porous body containing the porous material has an average pore diameter of 2 to 10 μm.
一方、上記多孔質材としてはニッケルを用いることが望
ましい。On the other hand, it is desirable to use nickel as the porous material.
また、上記多孔質材としてはステンレスを用いることが
望ましい。Further, it is desirable to use stainless steel as the porous material.
さらに、上記マトリックス骨材としてはリチウムアルミ
ネートを用いることが望ましい。Further, it is desirable to use lithium aluminate as the matrix aggregate.
さらにまた、上記微細孔層としてはリチウムアルミネー
トを用いて形成することが望ましい。Furthermore, it is desirable to form the microporous layer using lithium aluminate.
(作用) 上述した溶融炭酸塩型燃料電池のマトリックスにおいて
は、多孔質材として,耐食処理した高気孔率の多孔質体
を用いていることから、溶融炭酸塩による腐蝕に対して
も安定であり,またマトリックスの成形時も,上述の多
孔質材により機械的強度も増して取扱いが容易となる。
また、マトリックス骨材との密着性も向上することか
ら、熱サイクルに対しても安定となる。さらに、多孔質
材の孔内にマトリックス骨材を含浸付与して成る多孔質
体の少なくとも片面側に微細孔層を設けていることか
ら、この微細孔層が耐泡出障壁となって泡出圧を大きく
できることになる。(Function) In the above-mentioned matrix of the molten carbonate fuel cell, since the porous material having the high porosity subjected to the corrosion resistance is used as the porous material, it is stable against corrosion by the molten carbonate. Also, during the molding of the matrix, the porous material also increases the mechanical strength and facilitates handling.
Further, since the adhesion to the matrix aggregate is also improved, it becomes stable against heat cycles. In addition, since the fine pore layer is provided on at least one side of the porous body obtained by impregnating the pores of the porous material with the matrix aggregate, this fine pore layer serves as a foaming-resistant barrier. The pressure can be increased.
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。(Example) Hereinafter, one example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明による溶融炭酸塩型燃料電池における
マトリックスの構成例を縦断面図にて示すものである。
第1図において、12は耐食処理した薄板状(1mm程度の
厚さで,気孔率が95%程度)の金属(例えばステンレ
ス)からなる多孔質材であり、その孔内にはマトリック
ス骨材13としてリチウムアルミネートを含浸付与して,
約60%の気孔率を有する多孔質体を成形してある。ま
た、この多孔質体の両面側には,これを挟むように0.1m
m(100μm)程度のリチウムアルミネート(LiAlO2)の
微細孔層を耐泡出障壁14として形成し、第1図に示すよ
うなマトリックスを構成している。そして、このように
構成されたマトリックスに,所定量の混合溶融炭酸塩
(Li2CO3;40wt%,K2CO3;60wt%)15を電解質として含
浸して、溶融炭酸塩型燃料電池用のマトリックスとして
いる。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the structure of a matrix in a molten carbonate fuel cell according to the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 12 is a porous material made of a corrosion-resistant thin plate-like metal (having a thickness of about 1 mm and a porosity of about 95%) such as stainless steel, and the matrix aggregate 13 is present in the pores. As impregnation with lithium aluminate,
A porous body having a porosity of about 60% is formed. Also, on both sides of this porous body, insert 0.1m
A microporous layer of lithium aluminate (LiAlO 2 ) of about m (100 μm) is formed as the anti-foaming barrier 14 to form a matrix as shown in FIG. Then, the matrix thus constructed is impregnated with a predetermined amount of mixed molten carbonate (Li 2 CO 3 ; 40wt%, K 2 CO 3 ; 60wt%) 15 as an electrolyte to produce a molten carbonate fuel cell. And the matrix of.
なお、本実施例では上述の耐食処理は、金属の多孔質体
にアルミの溶融メッキによって5−50μmの薄膜を付
け、さらに空気中,1000℃で1時間熱処理し、酸化アル
ミとして耐食性を付与するようにしている。また、上述
の耐泡出障壁14であるリチウムアミネートの微細層の平
均細孔径は、0.3μmとするようにしている。さらに、
多孔質材12を含む多孔質体の平均細孔径は、5μmとす
るようにしている。これらの平均細孔径は、いずれも水
銀圧入法により測定したものである。In the present embodiment, the above-described corrosion resistance treatment is performed by applying a thin film of 5 to 50 μm to a metal porous body by hot-dip plating of aluminum and further heat treating in air at 1000 ° C. for 1 hour to impart corrosion resistance as aluminum oxide. I am trying. Further, the average pore diameter of the fine layer of lithium aminate, which is the above-mentioned bubble-proof barrier 14, is set to 0.3 μm. further,
The average pore diameter of the porous body including the porous material 12 is set to 5 μm. All of these average pore diameters are measured by the mercury penetration method.
上述した構成の溶融炭酸塩型燃料電池のマトリックスに
おいては、多孔質材12として,耐食処理した高気孔率の
金属(ステンレス)からなる多孔質体を用いていること
から、溶融炭酸塩15による腐蝕に対しても安定であり、
またマトリックスの成形時も,上述の多孔質材12により
機械的強度も増して取扱いが極めて容易なものとなる。
さらに、マトリックス骨材13との密着性も向上すること
から、熱サイクルに対しても安定であり、溶融炭酸塩型
燃料電池作動中での強度が極めて大きくなる。一方、多
孔質材12の孔内にマトリックス骨材13を含浸付与して成
る多孔質体の両面側に微細孔層を設けていることから、
この微細孔層が耐泡出障壁14となって泡出圧を大きくす
ることができる。さらに、多孔質体を用いていることか
ら、歩溜りも高く,極めて容易に成形を行なうことがで
きるものである。In the matrix of the molten carbonate fuel cell having the above-mentioned structure, since the porous body 12 is made of a porous body made of a metal (stainless steel) having a high porosity that is corrosion-resistant, it is corroded by the molten carbonate 15. Stable against
Further, even when the matrix is molded, the porous material 12 described above increases the mechanical strength, and the handling becomes extremely easy.
Furthermore, since the adhesion with the matrix aggregate 13 is also improved, it is stable against heat cycles and the strength during operation of the molten carbonate fuel cell becomes extremely large. On the other hand, since the fine pore layer is provided on both sides of the porous body formed by impregnating the matrix aggregate 13 into the pores of the porous material 12,
This microporous layer serves as a bubble-proof barrier 14 to increase bubble pressure. Further, since the porous body is used, the yield is high and the molding can be performed extremely easily.
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、次のようにしても同様に実施することができるもの
である。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in the same manner as described below.
(a) 上記実施例では、耐泡出障壁14の平均細孔径を
0.3μmとしたが、0.1〜1μmの範囲の径であればよい
ものである。(A) In the above embodiment, the average pore diameter of the bubble-proof barrier 14 is
Although the diameter is set to 0.3 μm, the diameter may be in the range of 0.1 to 1 μm.
(b) 上記実施例において、耐泡出障壁14の厚みは0.
05〜0.15mmの範囲の厚みとすることが好ましい。すなわ
ちこれは、0.05mm以下の厚みでは反応ガスのクロスオー
バーに対する防止能力が十分ではなく、また0.15mm以上
の厚みでは燃料電池の単位セルの電気抵抗が大きくなる
からである。(B) In the above embodiment, the thickness of the anti-foaming barrier 14 is 0.
The thickness is preferably in the range of 05 to 0.15 mm. That is, this is because when the thickness is 0.05 mm or less, the ability to prevent reaction gas crossover is insufficient, and when the thickness is 0.15 mm or more, the electric resistance of the unit cell of the fuel cell increases.
(c) 上記実施例では、多孔質材12を含む多孔質体の
平均細孔径を5μmとしたが、2〜10μmの範囲の径で
あればよいものである。(C) In the above examples, the average pore diameter of the porous body including the porous material 12 was set to 5 μm, but the diameter may be in the range of 2 to 10 μm.
(d) 上記実施例では、多孔質材12としてステンレス
を用いたが、これに限らず例えばニッケル等のその他の
金属を用いるようにしてもよいものである。(D) In the above embodiment, stainless steel was used as the porous material 12, but the porous material 12 is not limited to this, and other metals such as nickel may be used.
(e) 上記実施例では、マトリックス骨材13としては
リチウムアルミネートを用いたが、これに限らずこれ以
外のセラミックス材料を用いるようにしてもよいもので
ある。(E) In the above embodiment, lithium aluminate was used as the matrix aggregate 13, but the present invention is not limited to this, and other ceramic materials may be used.
(f) 上記実施例では、耐泡出障壁14を多孔質体の両
側に形成したが、これに限らず耐泡出障壁14を多孔質体
の両側に形成するようにしてもよいものである。(F) In the above-mentioned embodiment, the bubble-proof barriers 14 are formed on both sides of the porous body, but the invention is not limited to this, and the bubble-proof barriers 14 may be formed on both sides of the porous body. .
その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々に
変形して実施することができるものである。In addition, the present invention can be variously modified and implemented within the scope of the invention.
以上説明したように本発明によれば、溶融した炭酸塩を
電解質として保持したマトリックスを挟んで、燃料極お
よび酸化剤極の一対の電極を配置して成り、燃料極に水
素ガスをまた酸化剤極に炭酸ガスおよび酸化剤ガスを夫
々供給して、このとき起こる電気化学的反応により両電
極間から電気エネルギーを取り出すようにした溶融炭酸
塩型燃料電池において、上記マトリックスは、耐食処理
した薄板状の多孔質材の孔内にマトリックス骨材を含浸
付与して成る多孔質体の少なくとも片面側に、耐泡出障
壁として微細孔層を設けた構造としたので、強度が大き
く取扱いが極めて容易で,しかも熱サイクルによる割れ
の発生を低減することが可能な信頼性の高いマトリック
スを備えた溶融炭酸塩型燃料電池が提供できる。As described above, according to the present invention, a pair of electrodes of a fuel electrode and an oxidant electrode are arranged with a matrix holding a molten carbonate as an electrolyte interposed therebetween, and hydrogen gas and an oxidant are added to the fuel electrode. In a molten carbonate fuel cell in which carbon dioxide gas and oxidant gas are supplied to the electrodes respectively, and electric energy is taken out from between the electrodes by an electrochemical reaction that occurs at this time, in the above-mentioned matrix, the matrix is a corrosion-resistant thin plate The porous material is made by impregnating the pores of the porous material with the matrix aggregate on at least one side of the porous material, and a microporous layer is provided as an anti-foaming barrier, resulting in high strength and extremely easy handling. Moreover, it is possible to provide a molten carbonate fuel cell provided with a highly reliable matrix capable of reducing the occurrence of cracks due to thermal cycles.
第1図は本発明による溶融炭酸塩型燃料電池のマトリッ
クスの一実施例を示す縦断面図、第2図は溶融炭酸塩型
燃料電池の動作原理を説明するための模式図、第3図は
溶融炭酸塩型燃料電池における単位電池の構成例を示す
断面図である。 1……酸化剤極、2……外部負荷、3……マトリック
ス、4……燃料極、5……マトリックス、6……燃料
極、7……酸化剤極、8……スペーサ、9……スペー
サ、10……端板、11……端板、12……多孔質材、13……
マトリックス骨材、14……耐泡出障壁、15……溶融炭酸
塩。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of a matrix of a molten carbonate fuel cell according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operating principle of a molten carbonate fuel cell, and FIG. It is a sectional view showing an example of composition of a unit cell in a molten carbonate fuel cell. 1 ... Oxidizer electrode, 2 ... External load, 3 ... Matrix, 4 ... Fuel electrode, 5 ... Matrix, 6 ... Fuel electrode, 7 ... Oxidizer electrode, 8 ... Spacer, 9 ... Spacer, 10 …… End plate, 11 …… End plate, 12 …… Porous material, 13 ……
Matrix aggregate, 14 …… Anti-foaming barrier, 15 …… Molten carbonate.
Claims (8)
トリックスを挟んで、燃料極および酸化剤極の一対の電
極を配置して成り、前記燃料極に水素ガスをまた酸化剤
極に炭酸ガスおよび酸化剤ガスを夫々供給して、このと
き起こる電気化学的反応により前記両電極間から電気エ
ネルギーを取り出すようにした溶融炭酸塩型燃料電池に
おいて、 前記マトリックスは、耐食処理した薄板状の多孔質材の
孔内にマトリックス骨材を含浸付与して成る多孔質体の
少なくとも片面側に、耐泡出障壁として微細孔層を設け
た構造としたことを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池。1. A pair of electrodes, a fuel electrode and an oxidizer electrode, are disposed with a matrix holding molten carbonate as an electrolyte sandwiched therebetween, wherein hydrogen gas is supplied to the fuel electrode and carbon dioxide gas is supplied to the oxidizer electrode. In a molten carbonate fuel cell in which an oxidant gas is supplied and electric energy is taken out from between the electrodes by an electrochemical reaction that occurs at this time, the matrix is a corrosion-resistant thin plate-shaped porous material. 2. A molten carbonate fuel cell characterized by having a structure in which a microporous layer is provided as a bubble-proof barrier on at least one side of a porous body obtained by impregnating and providing a matrix aggregate in the pores.
1μmであることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項記載の溶融炭酸塩型燃料電池。2. The micropore layer has an average pore diameter of 0.1 to
Claim 1 (1) characterized in that it is 1 μm
2. A molten carbonate fuel cell according to item.
であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
の溶融炭酸塩型燃料電池。3. The micropore layer has a thickness of 0.05 to 0.15 mm.
The molten carbonate fuel cell according to claim (1), characterized in that
細孔径が2〜10μmであることを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載の溶融炭酸塩型燃料電池。4. The molten carbonate fuel cell according to claim 1, wherein the porous body containing the porous material has an average pore diameter of 2 to 10 μm.
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載の溶融炭酸塩型燃料電池。5. The molten carbonate fuel cell according to claim 1, wherein nickel is used as the porous material.
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
記載の溶融炭酸塩型燃料電池。6. The molten carbonate fuel cell according to claim 1, wherein stainless steel is used as the porous material.
ルミネートを用いるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第(1)項記載の溶融炭酸塩型燃料電池。7. The molten carbonate fuel cell according to claim 1, wherein lithium aluminate is used as the matrix aggregate.
トを用いて形成するようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第(1)項記載の溶融炭酸塩型燃料電池。8. The molten carbonate fuel cell according to claim 1, wherein the fine pore layer is formed by using lithium aluminate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136835A JPH0760690B2 (en) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Molten carbonate fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136835A JPH0760690B2 (en) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Molten carbonate fuel cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62295362A JPS62295362A (en) | 1987-12-22 |
| JPH0760690B2 true JPH0760690B2 (en) | 1995-06-28 |
Family
ID=15184617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136835A Expired - Lifetime JPH0760690B2 (en) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Molten carbonate fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760690B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2569679B2 (en) * | 1988-01-18 | 1997-01-08 | 石川島播磨重工業株式会社 | Fuel cell |
-
1986
- 1986-06-12 JP JP61136835A patent/JPH0760690B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62295362A (en) | 1987-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6130385B2 (en) | ||
| JPS61216257A (en) | Separator for fuel cells | |
| JPH0736334B2 (en) | Molten carbonate fuel cell electrode | |
| JPH06231784A (en) | Solid oxide fuel cell | |
| JPH05251097A (en) | Solid polymer electrolyte fuel cell | |
| JPH0793146B2 (en) | Molten carbonate fuel cell stack | |
| EP2309578A1 (en) | Fuel cell structure with a porous metal plate for cooling | |
| JPH0760690B2 (en) | Molten carbonate fuel cell | |
| JPWO2018146809A1 (en) | Electrochemical cell stack | |
| JPH02242564A (en) | Solid electrolyte fuel cell | |
| US3496021A (en) | Fuel cell comprising a foraminous electrode consisting essentially of nickel manganese alloy | |
| JP2633522B2 (en) | Fuel cell | |
| CN220149679U (en) | Ceramic membrane reactor taking fly ash as carrier | |
| JPS6124164A (en) | Electrolyte supporter of fused carbonate type fuel cell | |
| JPH039589B2 (en) | ||
| JPH0652873A (en) | Fuel cell | |
| JPS62295361A (en) | Molten carbonate type fuel cell | |
| JPH0652659B2 (en) | Molten carbonate fuel cell | |
| KR100778478B1 (en) | Electrolyte matrix for fuel cell using inorganic compound as electrolyte and fuel cell using same | |
| JPS6124165A (en) | Electrolyte supporter of fused carbonate type fuel cell | |
| JPS61267269A (en) | Fuel passage plate for molten carbonate type fuel cell | |
| JPS62271353A (en) | Fuel cell | |
| JPS6017865A (en) | molten salt fuel cell | |
| JPS6124160A (en) | Electrolyte tile structure of fused carbonate type fuel cell | |
| JPS62252074A (en) | Matrix for fuel cell |