JP3100959B1 - Molten carbonate fuel cell suitable for degreasing holding material sheets and electrolyte sheets - Google Patents
Molten carbonate fuel cell suitable for degreasing holding material sheets and electrolyte sheetsInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 ウェットシール部のガス透過性とシール性を
適切に制御する。
【解決手段】 内面に電極１０、１２を収容する凹部を
有し該凹部に多数のガス流路１８を備えた２枚のセルフ
レーム２６で、２枚の電極１０、１２及び該電極間の電
解質板３０を挟持し、セルフレーム２６の周縁部で電解
質板３０を挟持してウェットシール部３４を形成した溶
融炭酸塩型燃料電池において、ウェットシール部３４の
セルフレーム２６の表面に、保持材シート・電解質シー
トが脱脂され焼成されるのに必要な空気を流通させ、か
つ、脱脂焼成された保持材に電解質である溶融炭酸塩が
含浸されて電解質板３０が形成される際に溶融炭酸塩３
２が十分に充填されてウェットシールの機能を発揮させ
るための凹凸部２８が形成されている。Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately control gas permeability and sealability of a wet seal portion. SOLUTION: With two cell frames 26 having concave portions for accommodating the electrodes 10 and 12 on the inner surface and having a large number of gas flow paths 18 in the concave portions, the two electrodes 10, 12 and the electrolyte between the electrodes are provided. In a molten carbonate fuel cell in which the plate 30 is sandwiched and the electrolyte plate 30 is sandwiched at the periphery of the cell frame 26 to form a wet seal portion 34, a holding material sheet is provided on the surface of the cell frame 26 of the wet seal portion 34. The air necessary for the electrolyte sheet to be degreased and fired is circulated, and the defatted and fired holding material is impregnated with the molten carbonate as an electrolyte to form the molten carbonate 3 when the electrolyte plate 30 is formed.
2 are sufficiently filled to form a concavo-convex portion 28 for exhibiting the function of a wet seal.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェットシール部
において電解質板の脱脂焼成時には空気の流通を確保
し、電解質板への溶融塩含浸後は保持材との間に液が充
満されウェットシールの機能を有するようにした溶融炭
酸塩型燃料電池に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wet seal portion which secures a flow of air during degreasing and firing of an electrolyte plate, and after impregnation of the electrolyte plate with a molten salt, a liquid is filled between the electrolyte plate and a holding material to form a wet seal. The present invention relates to a molten carbonate fuel cell having a function.
【０００２】[0002]
【従来の技術】まず、図１１に基づいて、溶融炭酸塩型
燃料電池における単電池の組立から電解質板の形成まで
の過程を説明する。図１１の（ａ）に示すように、電池
組立時は、燃料極（アノード）１０及び空気極（カソー
ド）１２の２枚の電極１０、１２の間に、電解質を保持
するためのセラミックス粉末及び有機バインダー等を含
む保持材シート１４と、電解質となる炭酸塩及び有機バ
インダー等を含む電解質シート１６とが、複数枚積層さ
れて配置されている。電極１０、１２に挟まれた保持材
シート１４及び電解質シート１６の積層体は、内面に電
極を収容する凹部を有し該凹部に多数のガス流路１８を
備えた２枚のセルフレーム２０で挟持され、セルフレー
ム２０の周縁部が保持材シート１４及び電解質シート１
６の積層体に当接している。2. Description of the Related Art First, a process from assembly of a unit cell to formation of an electrolyte plate in a molten carbonate fuel cell will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11A, at the time of assembling the battery, a ceramic powder for holding an electrolyte is provided between two electrodes 10 and 12 of a fuel electrode (anode) 10 and an air electrode (cathode) 12. A holding material sheet 14 including an organic binder and the like, and a plurality of electrolyte sheets 16 including a carbonate serving as an electrolyte and an organic binder are stacked and arranged. The laminate of the holding material sheet 14 and the electrolyte sheet 16 sandwiched between the electrodes 10 and 12 has two cell frames 20 each having a concave portion for accommodating the electrode on the inner surface and having a large number of gas channels 18 in the concave portion. The cell frame 20 is sandwiched between the holding material sheet 14 and the electrolyte sheet 1.
6 is in contact with the laminate.
【０００３】組み立てられた単電池は、図１１の（ｂ）
に示すように、約４５０℃まで昇温され、保持材シート
１４、電解質シート１６に含まれる有機バインダー等の
脱脂が行われる。保持材シート１４では、有機バインダ
ー等が燃焼除去されてセラミックスのみが残り、セラミ
ックスの多孔体が形成される。電解質シート１６では、
有機バインダー等が燃焼除去されて電解質となる炭酸塩
のみが残る。この後、さらに約６５０℃まで昇温されて
炭酸塩が溶融し、セラミックス多孔体からなる保持材に
溶融炭酸塩が含浸されて、図１１の（ｃ）に示すよう
に、電解質板２２が形成される。電解質板２２とこれを
挟持するセルフレーム２０の周縁部との接触面は、溶融
炭酸塩が充填されてシールされ、ウェットシール部２４
が形成されている。この状態で、燃料極（アノード）１
０側のガス流路１８に燃料ガスを供給し、空気極（カソ
ード）１２側のガス流路１８に酸化剤ガスを供給して反
応を起こさせ、電池を起動させる。The assembled cell is shown in FIG.
As shown in (2), the temperature is raised to about 450 ° C., and the organic binder and the like contained in the holding material sheet 14 and the electrolyte sheet 16 are degreased. In the holding material sheet 14, the organic binder and the like are removed by burning, leaving only ceramics, and a porous body of ceramics is formed. In the electrolyte sheet 16,
The organic binder and the like are removed by burning, leaving only the carbonate which becomes the electrolyte. Thereafter, the temperature is further raised to about 650 ° C. to melt the carbonate, and the molten carbonate is impregnated into the holding material formed of the ceramic porous body, thereby forming the electrolyte plate 22 as shown in FIG. Is done. The contact surface between the electrolyte plate 22 and the peripheral portion of the cell frame 20 sandwiching the electrolyte plate 22 is sealed by being filled with molten carbonate, and the wet seal portion 24 is provided.
Are formed. In this state, the fuel electrode (anode) 1
The fuel gas is supplied to the gas flow path 18 on the 0 side, and the oxidizing gas is supplied to the gas flow path 18 on the air electrode (cathode) 12 side to cause a reaction to start the battery.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のような溶融炭酸
塩型燃料電池では、ウェットシール部のシール性を高め
るため、セルフレーム表面は極力平滑に製作されてお
り、例えば、十点平均粗さＲｚ（後述）は３μm未満に
おさまっているものと考えられる。しかし、セルフレー
ム表面が平滑なウェットシール部では、電池組立後、ｉ
ｎ−ｓｉｔｕで行われる電解質板の脱脂焼成、溶融塩含
浸において、脱脂焼成に必要な空気（酸素）がウェット
シール部に十分に流れないため、バインダー等の有機成
分が十分に脱脂されない可能性があった。すなわち、図
１２に示すように、電池組立後、保持材シート１４、電
解質シート１６に含まれる有機バインダー等の脱脂が行
われる際に、セルフレーム２０の表面が平滑で、シート
とセルフレーム２０との間に十分な空気が流れないと、
バインダー等の燃焼に必要な酸素量が確保されず、図１
２の鎖線円で囲まれた部分において、バインダー等の有
機成分が十分に脱脂できなかった。In the molten carbonate fuel cell as described above, the surface of the cell frame is made as smooth as possible in order to enhance the sealing property of the wet seal portion. Rz (described below) is considered to be less than 3 μm. However, in a wet seal portion having a smooth cell frame surface, i.
In the degreasing of the electrolyte plate and the molten salt impregnation performed in the n-situ, the air (oxygen) required for the degreasing and firing does not sufficiently flow to the wet seal portion, so that there is a possibility that organic components such as a binder may not be sufficiently degreased. there were. That is, as shown in FIG. 12, after the battery assembly, when the degreasing of the organic binder contained in the holding material sheet 14 and the electrolyte sheet 16 is performed, the surface of the cell frame 20 is smooth, and the sheet and the cell frame 20 If not enough air flows between
As the amount of oxygen necessary for burning the binder etc. is not secured, FIG.
In the portion surrounded by the chain line circle of No. 2, organic components such as a binder could not be sufficiently degreased.
【０００５】このように、有機バインダー等の脱脂が不
十分なまま溶融塩の含浸工程へ進むと、保持材となるセ
ラミックス多孔体が十分に形成されていないため、溶融
塩の行き場がなくなり、逆にウェットシール部の電解質
板が損傷してガスリークが発生したり、電池性能の低下
を引き起こすことになる。このような課題については、
これまで根本的な対策が採られておらず、電解質板の脱
脂焼成不良による不具合を少なくするためには、長時間
かけて脱脂焼成を行うか、電解質板の前駆体となる成型
シート中の有機成分（バインダー等）を極力少なくする
以外に方法がなかった。As described above, if the process proceeds to the molten salt impregnation step with insufficient degreasing of the organic binder and the like, the ceramic porous body serving as the holding material is not sufficiently formed, so that there is no place for the molten salt to go. In such a case, the electrolyte plate in the wet seal portion is damaged, causing gas leakage and causing a decrease in battery performance. For such issues,
Until now, no fundamental countermeasures have been taken.In order to reduce inconvenience due to poor degreasing and baking of the electrolyte plate, it is necessary to perform degreasing and baking over a long period of time, or to reduce the organic content in the molded sheet that is the precursor of the electrolyte plate. There was no method other than minimizing components (such as binders).
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、溶融炭酸塩型燃料電池におけるウ
ェットシール部において、そのセルフレーム表面に適切
な凹凸を施し、電解質板の脱脂焼成時には空気の流通を
確保し、電解質板への溶融塩含浸後は保持材との間に溶
融塩（電解液）が充満されウェットシールの機能を有す
る構造とすることにより、バインダー等の脱脂時に酸素
の供給が不足するウェットシール部に十分な酸素を供給
してバインダー等の不完全脱脂を防止するとともに、脱
脂時間の短縮を図り、かつ、溶融塩含浸後の電池運転時
には、溶融塩による濡れによって本来のシール性を確保
することができる溶融炭酸塩型燃料電池を提供すること
にある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wet-sealed portion in a molten carbonate type fuel cell by providing appropriate unevenness on the surface of the cell frame to degrease and fire the electrolyte plate. Occasionally, air circulation is ensured, and after impregnating the electrolyte plate with the molten salt, a molten salt (electrolyte solution) is filled between the electrolyte plate and the holding material to provide a function of a wet seal, so that oxygen can be removed at the time of degreasing the binder etc. Insufficient supply of oxygen is supplied to the wet seal part to prevent incomplete degreasing of binders and the like, shorten the degreasing time, and at the time of battery operation after molten salt impregnation, wetting by molten salt It is an object of the present invention to provide a molten carbonate fuel cell capable of ensuring the original sealing performance.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の保持材シート・電解質シートの脱脂に適
した溶融炭酸塩型燃料電池は、内面に電極を収容する凹
部を有し該凹部に多数のガス流路を備えた２枚のセルフ
レームで、２枚の電極及び該電極間の電解質板を挟持
し、セルフレームの周縁部で電解質板を挟持してウェッ
トシール部を形成した溶融炭酸塩型燃料電池において、
ウェットシール部のセルフレームの表面に、保持材シー
ト・電解質シートが脱脂され焼成されるのに必要な空気
を流通させ、かつ、脱脂焼成された保持材に電解質であ
る溶融炭酸塩が含浸されて電解質板が形成される際に溶
融炭酸塩が十分に充填されてウェットシールの機能を発
揮させるための、電池内部の電極に接する部分から電池
外へ貫通した形態の凹凸部が形成された構成とされてい
る（図１〜図４参照）。In order to achieve the above object, a molten carbonate fuel cell suitable for degreasing a holding material sheet and an electrolyte sheet according to the present invention has a concave portion for accommodating an electrode on an inner surface thereof. Two electrodes and an electrolyte plate between the electrodes are sandwiched between two cell frames provided with a large number of gas flow paths in the concave portion, and an electrolyte plate is sandwiched between peripheral portions of the cell frame to form a wet seal portion. In the molten carbonate fuel cell
The surface of the cell frame of the wet seal portion is circulated with air necessary for the holding material sheet and the electrolyte sheet to be degreased and fired, and the defatted and fired holding material is impregnated with the molten carbonate as an electrolyte. to exhibit the function of the wet seal molten carbonate in the electrolyte plate is formed is sufficiently filled, the battery from the portion in contact with the internal electrode cell
An uneven portion having a form penetrating outside is formed (see FIGS. 1 to 4).
【０００８】上記の本発明の溶融炭酸塩型燃料電池にお
いて、ウェットシール部のセルフレーム表面に形成され
た凹凸部の十点平均粗さＲｚを３〜１５０μm、望まし
くは３〜１００μm、特に望ましくは１０〜５０μmとす
ることが好ましい（図７参照）。なお、十点平均粗さＲ
ｚは、凹凸部が形成された部分のある範囲を抜き取り、
凹凸の標高の基準となる高さに対して、この抜き取り部
分の凸部の最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の
絶対値の平均値と、凹部の最も低い谷底から５番目まで
の谷底の標高の絶対値の平均値との和で求められる。凹
凸部の十点平均粗さＲｚが下限未満の場合は、凹凸が小
さすぎて十分な空気の流通が確保されず、バインダー等
の有機成分の脱脂がスムーズに起こらない。一方、凹凸
部の十点平均粗さＲｚが上限を超える場合は、凹凸が大
きすぎて溶融塩含浸後にセルフレームと電解質板との隙
間に溶融塩が十分に充填されず、シール機能が果たせな
い。In the molten carbonate fuel cell according to the present invention, the ten-point average roughness Rz of the uneven portion formed on the cell frame surface of the wet seal portion is 3 to 150 μm, preferably 3 to 100 μm, and particularly preferably. The thickness is preferably 10 to 50 μm (see FIG. 7). The ten-point average roughness R
z extracts a certain area of the portion where the uneven portion is formed,
The average of the absolute values of the elevations from the highest peak to the fifth peak of the convex portion of the extracted portion and the lowest valley from the lowest valley to the concave portion with respect to the reference height of the elevation of the unevenness And the average of the absolute values of the altitudes. When the ten-point average roughness Rz of the uneven portion is less than the lower limit, the unevenness is too small to secure a sufficient air flow, and the degreasing of organic components such as a binder does not occur smoothly. On the other hand, if the ten-point average roughness Rz of the uneven portion exceeds the upper limit, the unevenness is too large and the molten salt is not sufficiently filled in the gap between the cell frame and the electrolyte plate after the molten salt impregnation, and the sealing function cannot be performed. .
【０００９】また、上記の本発明の溶融炭酸塩型燃料電
池において、ウェットシール部のセルフレーム表面に形
成された凹凸部における隣接する凸部山頂間の平均間隔
（局部山頂の平均間隔）Ｓを十点平均粗さＲｚの１０倍
以下、すなわち、Ｓ／Ｒｚ≦１０とすることが好ましい
（図７、図８参照）。なお、局部山頂の平均間隔Ｓと
は、凹凸部が形成された部分のある範囲を抜き取り、こ
の抜き取り部分において隣り合う凸部山頂間の間隔を求
め、この多数の局部山頂の間隔の算術平均値で表される
ものである。凸部山頂間の平均間隔Ｓが十点平均粗さＲ
ｚの１０倍を超える場合は、凹凸のピッチが大きすぎて
脱脂焼成時に保持材の変形で隙間がなくなってしまい、
十分な空気の流通が確保されず、バインダー等の有機成
分の脱脂がスムーズに起こらない。In the molten carbonate fuel cell according to the present invention, the average interval (average interval between local peaks) S between the adjacent peaks in the uneven portion formed on the cell frame surface of the wet seal portion is defined as S. It is preferable that the ten-point average roughness Rz be 10 times or less, that is, S / Rz ≦ 10 (see FIGS. 7 and 8). The average interval S between the local peaks is an average of the intervals between the peaks of a large number of local peaks obtained by extracting a certain area of the portion where the uneven portion is formed, obtaining the interval between adjacent convex peaks in the extracted portion. It is represented by The average distance S between the peaks of the convex portions is 10-point average roughness R
If it exceeds 10 times z, the pitch of the unevenness is too large and the gap is eliminated due to the deformation of the holding material at the time of degreasing and firing,
Sufficient air circulation is not ensured, and degreasing of organic components such as a binder does not occur smoothly.
【００１０】また、これらの本発明の溶融炭酸塩型燃料
電池において、凹凸部が形成されたセルフレームの表面
に、アルミニウム等の耐食性材料からなるコーティング
層を施すことができる。セルフレーム表面に凹凸を施し
た後、耐食コーティングを施す場合、電池起動後のセル
フレーム等の腐食が防止されるだけでなく、凹凸の形状
等はそのままでウェットシール部のガス透過性とシール
性を適切に制御することができる。なお、耐食コーティ
ングは、一例として、イオンプレーティング、ＣＶＤ
（化学気相蒸着）、アルミペインティング等の方法によ
り施工される。[0010] Also, in the molten carbonate fuel cell of the present invention, the surface of the cell frame uneven parts are formed, it is possible to apply a coating layer made of corrosion-resistant material such as aluminum. When a corrosion-resistant coating is applied after the cell frame surface is uneven, not only corrosion of the cell frame etc. after battery start-up is prevented, but also the gas permeability and sealing property of the wet seal part without changing the shape of the unevenness etc. Can be appropriately controlled. The corrosion-resistant coating is, for example, ion plating, CVD, or the like.
(Chemical vapor deposition), aluminum painting, etc.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１〜図４は、本発明の実施の形態による
保持材シート・電解質シートの脱脂に適した溶融炭酸塩
型燃料電池を示している。図１に示すように、単電池の
組立時においては、燃料極（アノード）１０及び空気極
（カソード）１２の２枚の電極１０、１２の間に、電解
質を保持するためのセラミックス粉末及び有機バインダ
ー等を含む保持材シート１４と、電解質となる炭酸塩及
び有機バインダー等を含む電解質シート１６とが、複数
枚積層されて配置されている。電極１０、１２は多孔質
で、例えば、ニッケル、ニッケル合金等で構成されてい
る。また、有機バインダーとしては、例えば、ポリビニ
ルブチラール（ＰＶＢ）等が用いられる。なお、バイン
ダー以外の有機成分としては、分散剤、可塑剤等が含ま
れている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications. . 1 to 4 show a molten carbonate fuel cell suitable for degreasing a holding material sheet and an electrolyte sheet according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, at the time of assembling a unit cell, a ceramic powder for holding an electrolyte and an organic material are held between two electrodes 10 and 12 of a fuel electrode (anode) 10 and an air electrode (cathode) 12. A holding material sheet 14 including a binder and the like, and an electrolyte sheet 16 including a carbonate serving as an electrolyte and an organic binder are stacked and arranged. The electrodes 10 and 12 are porous and made of, for example, nickel, a nickel alloy, or the like. As the organic binder, for example, polyvinyl butyral (PVB) or the like is used. The organic components other than the binder include a dispersant, a plasticizer, and the like.
【００１２】電極１０、１２に挟まれた保持材シート１
４及び電解質シート１６の積層体は、内面に電極を収容
する凹部を有し該凹部に多数のガス流路１８を備えた２
枚のセルフレーム２６で挟持され、セルフレーム２６の
周縁部が保持材シート１４及び電解質シート１６の積層
体に当接している。セルフレーム２６は、例えば、ステ
ンレススチール（ＳＵＳ）、ニッケル、ニッケル合金等
で構成されている。また、セルフレームを板組合せ溶接
で製作したり、ガス流路としてステンレススチール（Ｓ
ＵＳ）、ニッケル、ニッケル合金等からなる波板を利用
する場合もある。図１の鎖線楕円で囲まれた部分を拡大
したのが図２であり、図１、図２に示すように、セルフ
レーム２６と保持材シート１４との間のセルフレーム２
６表面には凹凸部２８が形成されている。凹凸部２８の
加工方法としては、例えば、サンドブラスト、レーザー
加工、エッチング、やすりがけ等が利用できる。A holding material sheet 1 sandwiched between electrodes 10 and 12
The laminate of the electrolyte sheet 4 and the electrolyte sheet 16 has a concave portion for accommodating an electrode on the inner surface, and has a plurality of gas channels 18 in the concave portion.
The peripheral portion of the cell frame 26 is in contact with the stacked body of the holding material sheet 14 and the electrolyte sheet 16. The cell frame 26 is made of, for example, stainless steel (SUS), nickel, a nickel alloy, or the like. In addition, the cell frame is manufactured by plate combination welding, and stainless steel (S
In some cases, a corrugated sheet made of US, nickel, nickel alloy, or the like is used. FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a chain line ellipse in FIG. 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the cell frame 2 between the cell frame 26 and the holding material sheet 14 is enlarged.
An uneven portion 28 is formed on the six surfaces. As a processing method of the uneven portion 28, for example, sand blasting, laser processing, etching, sanding, or the like can be used.
【００１３】組み立てられた単電池は、約１００℃まで
０．５〜１０時間で昇温、約４５０℃まで１５〜２４０
時間かけて昇温され、保持材シート１４、電解質シート
１６に含まれる有機バインダー等の脱脂が行われる。こ
のとき、図１、図２に示すように、ガス流路１８から多
孔体の電極１０、１２を経て、セルフレーム２６表面に
形成された凹凸部２８の隙間に十分な空気が供給され、
保持材シート１４、電解質シート１６に含まれる有機バ
インダー等のスムーズな燃焼に必要な酸素がセルフレー
ム２６との隙間に供給される。このように、空気の流通
が、ガス流路→電極（多孔体）→ウェットシール部の隙
間→電池外、の経路で行われるので、十分な酸素量が確
保できる。なお、保持材シート１４では、有機バインダ
ー等が燃焼除去されてセラミックスのみが残り、セラミ
ックスの多孔体が形成される。電解質シート１６では、
有機バインダー等が燃焼除去されて電解質となる炭酸塩
のみが残る。また、保持材シート１４、電解質シート１
６は、ある程度の可塑性を有しており、昇温による軟化
とセルフレーム２６の上下からのプレスにより、シート
形状が若干変形する。The assembled cell is heated to about 100 ° C. in 0.5 to 10 hours, and is heated to about 450 ° C. in 15 to 240 hours.
The temperature is raised over time, and the organic binder and the like contained in the holding material sheet 14 and the electrolyte sheet 16 are degreased. At this time, as shown in FIGS. 1 and 2, sufficient air is supplied from the gas flow path 18 to the gaps between the uneven portions 28 formed on the surface of the cell frame 26 via the porous electrodes 10 and 12,
Oxygen required for smooth combustion such as an organic binder contained in the holding material sheet 14 and the electrolyte sheet 16 is supplied to the gap with the cell frame 26. As described above, since the flow of the air is performed in the path of the gas flow path → the electrode (porous body) → the gap of the wet seal portion → the outside of the battery, a sufficient oxygen amount can be secured. In the holding material sheet 14, the organic binder and the like are removed by burning, leaving only ceramics, and a porous body of ceramics is formed. In the electrolyte sheet 16,
The organic binder and the like are removed by burning, leaving only the carbonate which becomes the electrolyte. Further, the holding material sheet 14, the electrolyte sheet 1
The sheet 6 has a certain degree of plasticity, and its sheet shape is slightly deformed by softening due to temperature rise and pressing from above and below the cell frame 26.
【００１４】この後、さらに約６５０℃まで１０〜１５
０時間かけて昇温されて炭酸塩が溶融し、セラミックス
多孔体からなる保持材に溶融炭酸塩が含浸されて、図３
に示すように、電解質板３０が形成される。図３の鎖線
楕円で囲まれた部分を拡大したのが図４であり、溶融塩
含浸後は、図３、図４に示すように、セルフレーム２６
の凹凸部２８と電解質板３０との隙間に溶融炭酸塩３２
が充満されてウェットシール部３４が形成される。この
ように、溶融塩含浸後の電池運転時には、溶融塩の濡れ
によって本来のガスシール性が確保される。なお、電池
運転時は、燃料極（アノード）１０側のガス流路１８に
燃料ガス（Ｈ2、ＣＯ2等）が供給され、空気極（カソー
ド）１２側のガス流路１８に酸化剤ガス（空気、ＣＯ2
等）が供給されて反応が行われる。Thereafter, the temperature is further increased to about 650 ° C. by 10 to 15 hours.
The temperature was raised over 0 hours to melt the carbonate, and the molten carbonate was impregnated into the holding material made of the ceramic porous body.
As shown in (1), an electrolyte plate 30 is formed. FIG. 4 is an enlarged view of a portion surrounded by a chain line ellipse in FIG. 3, and after impregnation with the molten salt, as shown in FIGS.
The molten carbonate 32 is formed in the gap between the uneven portion 28 and the electrolyte plate 30.
Is filled to form the wet seal portion 34. As described above, when the battery is operated after the impregnation with the molten salt, the original gas sealing property is ensured by the wetting of the molten salt. During the battery operation, fuel gas (H 2 , CO 2, etc.) is supplied to the gas flow path 18 on the fuel electrode (anode) 10 side, and the oxidant gas is supplied to the gas flow path 18 on the air electrode (cathode) 12 side. (Air, CO 2
) Is supplied to carry out the reaction.
【００１５】上記のように、電池組立後におけるバイン
ダー等の有機成分の脱脂時に酸素の供給が不足するウェ
ットシール部へできる限り酸素を供給し、バインダー等
の燃焼をスムーズに行わせることで、バインダー等の不
完全脱脂を防止し、また、脱脂時間の短縮を図ってい
る。具体的には、ウェットシール部のセルフレーム表面
に凹凸を施すことにより、脱脂焼成時にはウェットシー
ル部における空気の流通を確保し、溶融塩含浸後は電解
質板との間に溶融塩が充満されることによってウェット
シールの機能を十分に確保するものである。また、この
凹凸が小さすぎる場合には、十分な空気の流通が確保で
きず、凹凸が大きすぎる場合には、溶融塩含浸後もセル
フレームと電解質板との間の隙間を電解液（溶融塩）で
埋めることができず、電池外部へのガスリークが生じる
という問題が発生する。例えば、図５に示すように、セ
ルフレーム３６の表面に形成された凹凸部３８の凹凸が
小さすぎる場合は、セルフレーム３６と保持材シート１
４との間に十分な隙間がないため、空気が流通せず、バ
インダー等の脱脂焼成がスムーズに起こらない。また、
例えば、図６に示すように、セルフレーム４０の表面に
形成された凹凸部４２の凹凸が大きすぎる場合は、溶融
塩含浸後でも、電解質板３０との凹凸の隙間に溶融炭酸
塩３２が十分に充填されないので、シール機能が果たせ
ず、電池外部へのガスリークが生じるおそれがある。こ
のような理由から、この凹凸を最適に制御することが重
要となる。As described above, oxygen is supplied as much as possible to the wet seal portion where the supply of oxygen is insufficient at the time of degreasing organic components such as a binder after assembling the battery, so that the binder and the like can be burned smoothly. And the like to prevent incomplete degreasing and shorten the degreasing time. Specifically, by providing irregularities on the cell frame surface of the wet seal portion, the flow of air in the wet seal portion is ensured at the time of degreasing and firing, and the molten salt is filled between the molten salt impregnation and the electrolyte plate. Thereby, the function of the wet seal is sufficiently ensured. If the irregularities are too small, sufficient air circulation cannot be ensured, and if the irregularities are too large, the gap between the cell frame and the electrolyte plate is filled with the electrolyte (molten salt) even after impregnation with the molten salt. ), The gas leaks out of the battery. For example, as shown in FIG. 5, when the unevenness of the uneven portion 38 formed on the surface of the cell frame 36 is too small, the cell frame 36 and the holding material sheet 1
4, there is no sufficient gap, and no air is circulated, so that degreasing and firing of a binder or the like does not occur smoothly. Also,
For example, as shown in FIG. 6, when the unevenness of the uneven portion 42 formed on the surface of the cell frame 40 is too large, the molten carbonate 32 is not sufficiently filled in the gap between the unevenness with the electrolyte plate 30 even after the molten salt impregnation. , The sealing function cannot be performed, and gas leakage to the outside of the battery may occur. For these reasons, it is important to optimally control these irregularities.
【００１６】したがって、図７に示すように、セルフレ
ーム４４表面に形成された凹凸部４６の十点平均粗さＲ
ｚを３〜１５０μm、望ましくは３〜１００μm、特に望
ましくは１０〜５０μmとすることが好ましい。凹凸部
の十点平均粗さＲｚが下限未満の場合は、凹凸が小さす
ぎて十分な空気の流通が確保されず、バインダー等の有
機成分の脱脂がスムーズに起こらない。一方、凹凸部の
十点平均粗さＲｚが上限を超える場合は、凹凸が大きす
ぎて溶融塩含浸後にセルフレームと電解質板との隙間に
溶融塩が十分に充填されず、シール機能が果たせない。
また、図７、図８に示すように、セルフレーム４４表面
に形成された凹凸部４６における隣接する凸部山頂間の
平均間隔（局部山頂の平均間隔）Ｓを十点平均粗さＲｚ
の１０倍以下、すなわち、Ｓ／Ｒｚ≦１０とすることが
好ましい。凸部山頂間の平均間隔Ｓが十点平均粗さＲｚ
の１０倍を超える場合は、凹凸のピッチが大きすぎて脱
脂焼成時に保持材の変形で隙間がなくなってしまい、十
分な空気の流通が確保されず、バインダー等の有機成分
の脱脂がスムーズに起こらない。局部山頂の平均間隔Ｓ
は凹凸の間隔、十点平均粗さＲｚは凹凸の大きさを示す
指標であり、Ｓ／Ｒｚが大きい場合には凹凸がなだらか
となり、保持材等の変形によって実質的に凹凸がない場
合と同様に保持材とフレーム材との隙間が消滅してしま
う。Therefore, as shown in FIG. 7, the ten-point average roughness R of the uneven portion 46 formed on the surface of the cell frame 44 is obtained.
It is preferable that z is 3 to 150 μm, preferably 3 to 100 μm, particularly preferably 10 to 50 μm. When the ten-point average roughness Rz of the uneven portion is less than the lower limit, the unevenness is too small to secure a sufficient air flow, and the degreasing of organic components such as a binder does not occur smoothly. On the other hand, when the ten-point average roughness Rz of the irregularities exceeds the upper limit, the irregularities are too large and the molten salt is not sufficiently filled in the gap between the cell frame and the electrolyte plate after the molten salt impregnation, and the sealing function cannot be performed. .
As shown in FIGS. 7 and 8, the average interval S between adjacent convex peaks (the average distance between local peaks) in the concave / convex portion 46 formed on the surface of the cell frame 44 is set to a ten-point average roughness Rz.
10 or less, that is, S / Rz ≦ 10. The average distance S between the peaks of the convex portions is the ten-point average roughness Rz.
If it exceeds 10 times, the pitch of the unevenness is too large and the gap is lost due to the deformation of the holding material at the time of degreasing and firing, sufficient air circulation is not ensured, and the degreasing of organic components such as a binder occurs smoothly. Absent. Average distance S between local peaks
Is the index indicating the size of the unevenness, and the unevenness becomes smooth when S / Rz is large, and is similar to the case where the unevenness is substantially absent due to deformation of the holding material or the like. Therefore, the gap between the holding material and the frame material disappears.
【００１７】また、凹凸の方向性は、セルフレーム全体
を底面から見た場合、図９に示すように、セルフレーム
４８表面に形成された凹凸部５０が、電池内部の電極に
接する部分から電池外へ孔又は溝等が貫通したものであ
る必要がある。このためには凹凸がランダムに形成され
たものか、一例として、図９に示す放射状のように内側
から外側へ通じる溝状のようになっていなければならな
い。なお、凹凸が内側から外側へ通じる形態であれば、
その形状等は何ら限定されるものではない。凹凸が電池
内部の電極に接する部分から電池外へ通じていないと、
空気の流通が確保されず、バインダー等の有機成分の脱
脂がスムーズに起こらない。また、セルフレーム表面に
形成された凹凸部における凸部分と凹部分との断面積比
を２：８〜８：２の範囲とすることが好ましい。凹凸部
の断面積比で凸部分の比が大きすぎる場合は、セルフレ
ームと保持材との隙間が少なくなり十分な空気の流通が
確保されず、バインダー等の有機成分の脱脂がスムーズ
に起こらない。一方、凹凸部の断面積比で凹部分の比が
大きすぎる場合は、溶融塩含浸後にセルフレームと電解
質板との隙間に溶融塩が十分に充填されず、シール機能
が果たせないか、又は保持材の変形によって隙間が少な
くなりすぎるため、空気の流通が確保されずバインダー
等の有機成分の脱脂がスムーズに起こらない。このよう
に、凸部分の比が大きすぎる場合には、隙間となる凹部
が少ないために空気が十分に流れず、逆に少なすぎる場
合には、隙間となる凹部が大きすぎて溶融塩が充填され
ず、電池起動後にも燃料がリークする等の不具合が発生
する。なお、図１０は凸部分と凹部分との断面積比が８
／２を超える悪い例（不適切な例）を示しており、図１
０に示すようなスリット状の凹部５４を有するセルフレ
ーム５２では、十分な空気の流通を確保することができ
ない。As shown in FIG. 9, when the entire cell frame is viewed from the bottom surface, the unevenness 50 formed on the surface of the cell frame 48 starts from the portion in contact with the electrode inside the battery. It is necessary that a hole or a groove penetrates outside. For this purpose, the irregularities must be randomly formed or, as an example, have a groove shape extending from the inside to the outside like a radial shape shown in FIG. In addition, if the unevenness leads from the inside to the outside,
The shape and the like are not limited at all. If the irregularities do not pass from the part in contact with the electrode inside the battery to the outside of the battery,
Air circulation is not ensured, and degreasing of organic components such as a binder does not occur smoothly. Further, it is preferable that the cross-sectional area ratio between the convex portion and the concave portion in the concave / convex portion formed on the cell frame surface is in the range of 2: 8 to 8: 2. If the ratio of the convex portions is too large in the cross-sectional area ratio of the concave and convex portions, the gap between the cell frame and the holding material is reduced, sufficient air flow is not secured, and degreasing of organic components such as a binder does not occur smoothly. . On the other hand, if the ratio of the concave portion in the cross-sectional area ratio of the concave and convex portions is too large, the molten salt is not sufficiently filled in the gap between the cell frame and the electrolyte plate after the molten salt impregnation, and the sealing function cannot be performed or is maintained. Since the gap becomes too small due to the deformation of the material, the flow of air is not secured, and the degreasing of organic components such as a binder does not occur smoothly. As described above, when the ratio of the convex portions is too large, air does not sufficiently flow because there are few concave portions serving as gaps. Conversely, when the ratio is too small, the concave portions serving as gaps are too large and the molten salt is filled. However, a problem such as fuel leakage occurs even after the battery is started. FIG. 10 shows that the sectional area ratio between the convex portion and the concave portion is 8%.
/ 2 is shown as a bad example (inappropriate example), and FIG.
In the cell frame 52 having the slit-shaped concave portion 54 as shown in FIG.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ ウェットシール部のセルフレーム材表面をやすりがけし
て、十点平均粗さＲｚが３μm、１０μm、３０μm、５
０μm、１００μm、１５０μmのものを作り、電極（１
００cm2）、保持材シート、電解質シート等と合わせて
単電池を組み立てた。このときのやすりがけは、溝が放
射状となり内側から外側へ通じるように行った。なお、
比較例として、セルフレーム材表面をやすりがけしない
ものについても、同様に単電池を組み立てた。次に、燃
料電池の起動時と同様に、１００℃まで１時間で昇温
し、４５０℃まで１２０時間かけて昇温・脱脂焼成後、
さらに、６５０℃まで４０時間かけて昇温し、溶融塩の
含浸を行った。その後、電池内部にヘリウムガスを１０
００mmＨ2Ｏの圧力まで注入して密閉し、２時間後の電
池内圧力を測定することで、ガスリーク量を調べた。そ
の結果を表１に示す。Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 A surface of a cell frame material in a wet seal portion was sanded to obtain a ten-point average roughness Rz of 3 μm, 10 μm, 30 μm, 5 μm.
After making 0μm, 100μm, 150μm, electrode (1
00 cm 2 ), a unit cell was assembled together with the holding material sheet, the electrolyte sheet and the like. At this time, the file was sanded so that the grooves became radial and passed from the inside to the outside. In addition,
As a comparative example, a unit cell was similarly assembled for a cell frame material whose surface was not sanded. Next, in the same manner as when the fuel cell was started, the temperature was raised to 100 ° C. in 1 hour, and the temperature was raised to 450 ° C. in 120 hours, followed by degreasing and firing.
Further, the temperature was raised to 650 ° C. over 40 hours to impregnate the molten salt. Then, 10 helium gas was introduced into the battery.
The gas leak was checked by injecting the pressure up to a pressure of 00 mm H 2 O and sealing the air, and measuring the pressure inside the battery after 2 hours. Table 1 shows the results.
【００１９】実施例２ 実施例１と同様に、セルフレーム材表面をやすりがけし
た後、燃料電池を組み立てた。次の電池起動過程では、
１００℃から４５０℃までの昇温・脱脂焼成時間を１５
時間に短縮して行った。他の条件は実施例１と同じであ
る。その後、実施例１と同様に、電池内部にヘリウムガ
スを１０００mmＨ2Ｏの圧力まで注入して密閉し、２時
間後の電池内圧力を測定することで、ガスリーク量を調
べた。その結果を表２に示す。Example 2 As in Example 1, after the surface of the cell frame material was sanded, a fuel cell was assembled. In the next battery startup process,
15 minutes of heating and degreasing firing from 100 ° C to 450 ° C
It went in time. Other conditions are the same as in the first embodiment. Thereafter, as in Example 1, helium gas was injected into the battery up to a pressure of 1000 mmH 2 O, and the battery was sealed. After two hours, the pressure in the battery was measured to determine the gas leak amount. Table 2 shows the results.
【００２０】[0020]
【表１】 [Table 1]
【００２１】[0021]
【表２】 [Table 2]
【００２２】表２より、十点平均粗さＲｚが３〜１５０
μmの場合、１０００mmＨ2Ｏの圧力で注入したＨｅガス
が２時間後でも２００mmＨ2Ｏ以上残っていた（やすり
がけ無しでは圧力０までリーク）ことから効果が認めら
れる。また、Ｒｚが３〜１００μmでは残圧６８０mmＨ2
Ｏ以上、Ｒｚが１０〜５０μmでは残圧８５０mmＨ2Ｏ以
上と更に効果が高かった。すなわち、表１、表２からわ
かるように、長時間かけて有機バインダー等の脱脂焼成
を行った場合は、やすりがけ無しのセルフレーム材でも
ガスリークは殆ど発生しないが、脱脂焼成時間が短い場
合、やすりがけ無しのセルフレーム材では、有機バイン
ダー等の脱脂が不十分なまま溶融塩の含浸工程へ進むの
で、溶融塩の行き場がなくなり、電解質板が損傷してガ
スリークが発生することがわかった。また、放射状の溝
の凹凸が十点平均粗さＲｚで３〜１５０μm、特に３〜
１００μmの場合は、溶融塩含浸後に、電解質板とセル
フレームとの隙間に溶融塩が充填され、ウェットシール
の機能が確保されていることがわかった。したがって、
ウェットシール部のセルフレーム材表面にやすりがけ等
を行って、凹凸の十点平均粗さＲｚが３〜１５０μm、
望ましくは３〜１００μmとなるようにすることによ
り、バインダー等の脱脂時に酸素の供給が不足するウェ
ットシール部に十分な酸素を供給してバインダー等の不
完全脱脂を防止するとともに、脱脂時間の短縮を図り、
かつ、溶融塩含浸後の電池運転時には、溶融塩による濡
れによって本来のシール性を確保することができる。According to Table 2, the ten-point average roughness Rz is 3 to 150.
For [mu] m, the He gas was injected at a pressure of 1000MmH 2 O effect is observed from (leakage to zero pressure in the sanding without) the remaining had 2 O or more 200mmH even after 2 hours. When Rz is 3 to 100 μm, the residual pressure is 680 mmH 2.
O above, Rz is higher is more effective and the residual pressure 850MmH 2 O or more in 10 to 50 [mu] m. That is, as can be seen from Tables 1 and 2, when degreasing and firing of an organic binder or the like is performed over a long time, gas leak hardly occurs even in a cell frame material without sanding, but when degreasing and firing time is short, In the case of the cell frame material without sanding, the process proceeds to the step of impregnating the molten salt with insufficient degreasing of the organic binder and the like, so that there is nowhere to go for the molten salt, and the electrolyte plate is damaged, and gas leakage occurs. In addition, the irregularities of the radial grooves have a ten-point average roughness Rz of 3 to 150 μm, particularly 3 to 150 μm.
In the case of 100 μm, after the molten salt impregnation, the gap between the electrolyte plate and the cell frame was filled with the molten salt, and it was found that the function of wet sealing was secured. Therefore,
Rasp the surface of the cell frame material of the wet seal portion, and the ten-point average roughness Rz of the irregularities is 3 to 150 μm,
Preferably, by setting the thickness to 3 to 100 μm, sufficient oxygen is supplied to a wet seal portion where the supply of oxygen is insufficient during degreasing of a binder or the like, thereby preventing incomplete degreasing of the binder or the like and shortening the degreasing time. And
In addition, during the operation of the battery after the impregnation of the molten salt, the original sealing property can be secured by the wetting by the molten salt.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 溶融炭酸塩型燃料電池におけるウェットシール
部において、そのセルフレーム表面に電池内部の電極に
接する部分から電池外へ貫通した形態の凹凸を施し、電
解質板の脱脂焼成時には空気の流通を確保し、溶融塩含
浸後は電解質板との間に溶融塩が充満されウェットシー
ルの機能を有する構造とすることにより、有機バインダ
ー等の脱脂時に酸素の供給が不足するウェットシール部
に十分な酸素を供給して有機バインダー等の不完全脱脂
を防止するとともに、脱脂時間の短縮を図り、かつ、溶
融塩含浸後の電池運転時には、溶融塩による濡れによっ
て本来のシール性を確保でき、電池外部へのガスリーク
等は発生しない。 （２） 有機バインダー等の脱脂が不十分なまま溶融塩
の含浸工程へ進むことがないので、行き場のなくなった
溶融塩によってウェットシール部の電解質板が損傷する
ことはなく、ガスリークの発生や電池性能の低下等を引
き起こすことはない。 （３） ウェットシール部におけるセルフレーム表面の
凹凸を適切な大きさや形状等に制御することにより、凹
凸の隙間に十分な空気の流通を確保して有機バインダー
等の脱脂をスムーズに行わせるとともに、溶融塩含浸後
は凹凸の隙間に溶融塩が十分に充填されてウェットシー
ルの機能を確保することができる。 （４） 凹凸部が形成されたセルフレームの表面に、ア
ルミニウム等の耐食性材料からなるコーティング層を施
す場合は、ウェットシール部のガス透過性とシール性を
適切に制御できるという効果に加えて、電池起動後のセ
ルフレーム等の腐食を防止することができる。As described above, the present invention has the following effects. (1) At the wet seal part of the molten carbonate fuel cell, the cell frame surface is
Irregularities penetrating from the contacting part to the outside of the battery are provided, air flow is secured during degreasing and firing of the electrolyte plate, and after impregnation with the molten salt, the molten salt is filled between the electrolyte plate and the structure with a wet seal function By supplying sufficient oxygen to the wet seal portion where the supply of oxygen is insufficient at the time of degreasing the organic binder, etc., it is possible to prevent incomplete degreasing of the organic binder, etc., to shorten the degreasing time, and to melt During the operation of the battery after the salt impregnation, the original sealing property can be ensured due to the wetting by the molten salt, and gas leakage to the outside of the battery does not occur. (2) Since the molten salt does not proceed to the impregnation step of the molten salt without sufficient degreasing of the organic binder or the like, the molten salt that has nowhere to go does not damage the electrolyte plate of the wet seal portion, and does not cause gas leakage or battery. There is no decrease in performance. (3) By controlling the unevenness of the cell frame surface in the wet seal portion to an appropriate size, shape, and the like, sufficient air flow is ensured in the gaps of the unevenness, and the degreasing of the organic binder and the like is smoothly performed. After the impregnation of the molten salt, the gap between the irregularities is sufficiently filled with the molten salt, and the function of the wet seal can be secured. (4) When a coating layer made of a corrosion-resistant material such as aluminum is applied to the surface of the cell frame on which the uneven portions are formed, in addition to the effect that the gas permeability and sealing property of the wet seal portion can be appropriately controlled, Corrosion of the cell frame and the like after the start of the battery can be prevented.
【図１】本発明の実施の形態による保持材シート・電解
質シートの脱脂に適した溶融炭酸塩型燃料電池の電池組
立時及び脱脂焼成時の状態を示す概略部分断面構成図で
ある。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional configuration diagram showing a molten carbonate fuel cell suitable for degreasing a holding material sheet and an electrolyte sheet according to an embodiment of the present invention during cell assembly and degreasing firing.
【図２】図１の鎖線楕円で囲まれた部分を示す拡大部分
断面構成図である。FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional configuration diagram illustrating a portion surrounded by a chain line ellipse in FIG. 1;
【図３】本発明の実施の形態による保持材シート・電解
質シートの脱脂に適した溶融炭酸塩型燃料電池の電解質
板形成時及び発電時の状態を示す概略部分断面構成図で
ある。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional configuration diagram showing a state of forming an electrolyte plate and generating power of a molten carbonate fuel cell suitable for degreasing a holding material sheet and an electrolyte sheet according to an embodiment of the present invention.
【図４】図３の鎖線楕円で囲まれた部分を示す拡大部分
断面構成図である。FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional configuration diagram illustrating a portion surrounded by a chain line ellipse in FIG. 3;
【図５】ウェットシール部のセルフレーム表面に凹凸部
を形成させた溶融炭酸塩型燃料電池における不具合の一
例を示す拡大部分断面構成図である。FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional configuration diagram showing an example of a problem in a molten carbonate fuel cell in which an uneven portion is formed on a cell frame surface of a wet seal portion.
【図６】ウェットシール部のセルフレーム表面に凹凸部
を形成させた溶融炭酸塩型燃料電池における不具合の他
の例を示す拡大部分断面構成図である。FIG. 6 is an enlarged partial cross-sectional configuration diagram showing another example of a defect in a molten carbonate fuel cell in which an uneven portion is formed on a cell frame surface of a wet seal portion.
【図７】ウェットシール部のセルフレーム表面に形成さ
れた凹凸部における凹凸の十点平均粗さＲｚを説明する
ための概略部分断面構成図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional configuration diagram for explaining a ten-point average roughness Rz of unevenness in an uneven portion formed on a cell frame surface of a wet seal portion.
【図８】ウェットシール部のセルフレーム表面に形成さ
れた凹凸部における凸部山頂間の平均間隔（局部山頂の
平均間隔）Ｓを説明するための概略部分断面構成図であ
る。FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional configuration diagram for explaining an average interval (average interval between local peaks) S between convex peaks in a concave / convex portion formed on a cell frame surface of a wet seal portion.
【図９】ウェットシール部のセルフレーム表面に形成さ
れた凹凸部における凹凸の方向性を説明するための概略
底面構成図である。FIG. 9 is a schematic bottom configuration diagram for explaining the directionality of the unevenness in the uneven portion formed on the cell frame surface of the wet seal portion.
【図１０】ウェットシール部のセルフレーム表面に形成
された凹凸部における凸部分と凹部分との断面積比の悪
い例（不適切な例）を説明するための概略部分断面構成
図である。FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional configuration diagram for explaining an example in which the cross-sectional area ratio between the convex portion and the concave portion in the concave-convex portion formed on the cell frame surface of the wet seal portion is poor (inappropriate example).
【図１１】従来の溶融炭酸塩型燃料電池における電解質
板の形成過程を示す概略断面構成図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional configuration diagram showing a process of forming an electrolyte plate in a conventional molten carbonate fuel cell.
【図１２】従来の溶融炭酸塩型燃料電池のバインダー脱
脂時の状態を示す概略部分断面構成図である。FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional configuration diagram showing a state of a conventional molten carbonate fuel cell at the time of binder degreasing.
１０、１２ 電極 １４ 保持材シート １６ 電解質シート １８ ガス流路 ２０、２６、３６、４０、４４、４８、５２ セルフレ
ーム ２２、３０ 電解質板 ２４、３４ ウェットシール部 ２８、３８、４２、４６、５０ 凹凸部 ３２ 溶融炭酸塩 ５４ スリット状の凹部10, 12 electrode 14 holding material sheet 16 electrolyte sheet 18 gas flow path 20, 26, 36, 40, 44, 48, 52 cell frame 22, 30 electrolyte plate 24, 34 wet seal portion 28, 38, 42, 46, 50 Uneven portion 32 molten carbonate 54 slit-shaped recess
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−39770（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−342662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−71171（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−162655（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-60-39770 (JP, A) JP-A-6-342662 (JP, A) JP-A-62-71171 (JP, A) JP-A-2- 162655 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 8/00-8/24
Claims (4)
に多数のガス流路を備えた２枚のセルフレームで、２枚
の電極及び該電極間の電解質板を挟持し、セルフレーム
の周縁部で電解質板を挟持してウェットシール部を形成
した溶融炭酸塩型燃料電池において、ウェットシール部
のセルフレームの表面に、保持材シート・電解質シート
が脱脂され焼成されるのに必要な空気を流通させ、か
つ、脱脂焼成された保持材に電解質である溶融炭酸塩が
含浸されて電解質板が形成される際に溶融炭酸塩が十分
に充填されてウェットシールの機能を発揮させるため
の、電池内部の電極に接する部分から電池外へ貫通した
形態の凹凸部が形成されていることを特徴とする保持材
シート・電解質シートの脱脂に適した溶融炭酸塩型燃料
電池。1. A cell frame comprising two cell frames having an inner surface having a concave portion for accommodating an electrode and having a plurality of gas flow paths in the concave portion, wherein the two electrode plates and an electrolyte plate between the electrodes are sandwiched. In a molten carbonate fuel cell in which a wet seal portion is formed by sandwiching an electrolyte plate at the peripheral edge of the cell, the surface of the cell frame of the wet seal portion is required to degrease and sinter the holding material sheet and the electrolyte sheet. The air is circulated, and the molten carbonate as the electrolyte is impregnated in the degreased and baked holding material to form an electrolyte plate, and the molten carbonate is sufficiently filled to exhibit the function of a wet seal. Penetrated out of the battery from the part in contact with the electrode inside the battery
Molten carbonate fuel cell which is suitable for degreasing of the holding sheet, the electrolyte sheet, wherein a concave-convex portion in the form is formed.
形成された凹凸部の十点平均粗さＲｚが３〜１５０μm
である請求項１記載の保持材シート・電解質シートの脱
脂に適した溶融炭酸塩型燃料電池。2. The ten-point average roughness Rz of the uneven portion formed on the cell frame surface of the wet seal portion is 3 to 150 μm.
A molten carbonate fuel cell suitable for degreasing the holding material sheet / electrolyte sheet according to claim 1.
形成された凹凸部における隣接する凸部山頂間の平均間
隔Ｓが十点平均粗さＲｚの１０倍以下である請求項２記
載の保持材シート・電解質シートの脱脂に適した溶融炭
酸塩型燃料電池。 3. The holding material sheet according to claim 2, wherein the average distance S between adjacent peaks of the convex portions in the concave / convex portions formed on the cell frame surface of the wet seal portion is 10 times or less the ten-point average roughness Rz.・ Molten carbonate fuel cell suitable for degreasing electrolyte sheets .
に、耐食性材料からなるコーティング層が施されている
請求項１、２又は３記載の保持材シート・電解質シート
の脱脂に適した溶融炭酸塩型燃料電池。4. The molten carbon dioxide suitable for degreasing a holding material sheet and an electrolyte sheet according to claim 1 , wherein a coating layer made of a corrosion-resistant material is applied to the surface of the cell frame on which the uneven portions are formed. Salt type fuel cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204082A JP3100959B1 (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Molten carbonate fuel cell suitable for degreasing holding material sheets and electrolyte sheets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204082A JP3100959B1 (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Molten carbonate fuel cell suitable for degreasing holding material sheets and electrolyte sheets |
Publications (2)
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