高温型燃料電池材料へのヒ-トサイクルの影響

热循环对高温燃料电池材料的影响

• 批准号: 02203218
• 负责人: 太田 健一郎
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02203218/
• 关键词: 溶融炭酸塩型燃料電池; 高温腐食; ニッケル; ヒ-トサイクル; 高耐食性材料; 放物線速度則

溶融炭酸塩型燃料電池の開発に材料腐食は避けられない問題であり、装置の性質上ヒ-トサイクルの効果は重要である。本年度は電池構成材料に広く用いられている元素であるニッケルを取り挙げ、溶融炭酸塩共存下での高温腐食速度を定常状態下、ヒ-トサイクル下熱天秤で測定し、表面を走査電子顕微鏡で観察した。それぞれの機構を解明、比較した。1.ニッケルに塗布した溶融塩量による影響:Li_2(CO)_3の場合初期から重量増加は放物線則に従い、6mg/cm^2の塗布量で最大となった。(Li_<0.62>K_<0.38>)_2CO_3の場合、反応開始後40時間は3乗則に、それ以後放物線則に従った。15時間反応時の重量増加は3mg/cm^2の塗布量で最大であった。2.ニッケル高温腐食の温度依存性:(Li_<0.62>K_<0.38>)_2CO_3を35mg/cm^2ニッケルに塗布し、温度を923Kから1073Kまで変化させて、高温腐食を行なった。いずれの場合も反応初期を除き放物線則が成り立ち、放物線則速度定数の活性化エネルギ-は負になった。この特異現象の原因に酸化ニッケルの溶融炭酸塩への溶解度の関与が示唆された。3.ヒ-トサイクルの影響:(Li_<0.62>K_<0.38>)_2CO_3を51mg/cm^2塗布したニッケル試料を昇温速度40K/分で1073Kまで上げて2時間保持した後、放冷し試料温度が443Kになったところで再び40K/分で加熱するサイクルを20回繰り返した。この場合の重量増加速度は、連続定常加熱の場合に比して放物線則速度定数が2.5倍大きくなった。すなわち、ヒ-トサイクルは高温腐食を促進する。原因として、サンプル表面の熱収縮の不均一性によるひび割れ等が挙げられる。今後ヒ-トサイクルの上限下限温度、上昇下降速度、サイクル数の影響等に研究を進めていく方針である。

Melted carbon dioxide fuel cell development material corrosion to avoid the problem, the nature of the device-related effects are important This year, the battery constituent materials are used in the determination of the elements, the melting carbon acid blue shift, the high temperature decay rate, the constant state, the surface examination, the electronic microscope observation. The structure of the system is explained and compared. 1. The influence of coating amount on melting temperature:Li_2(CO)_3 in the initial stage, Li_2(CO)_3)_3 in the initial stage, Li_2(CO_3)_3 in the initial stage, Li_2 (CO_3)_2 (CO_3)_3)_3 in the initial stage, Li_2 (CO_3)_2 (CO_3 (Li_<0.62>K_<0.38>)_2CO_3 case, 40 hours after the start of the reaction, 3 hours later, the emission line is not allowed. The maximum coating amount is 3mg/cm^2 when the weight is increased by 15 minutes. 2. Temperature dependence of high temperature decay:(Li_<0.62>K_<0.38>)_2CO_3 ~ 35mg/cm_2 coating, temperature ~ 923K ~ 1073K. In this case, the initial phase of the reaction is divided into two phases: the first phase is formed by the release line, the second phase is formed by the release line, and the third phase is formed by the activation of the velocity. The cause of this phenomenon is the relationship between the solubility of dissolved carbon dioxide and acidification. 3. Effect of coating temperature:(Li_<0.62>K_<0.38>)_2CO_3 = 51mg/cm_2 The sample temperature rises at 40K/min, then rises at 1073K for 2 hours, then cools down to 443K, then heats up to 40K/min, then returns to 20 cycles. In this case, the acceleration rate of weight increase is 2.5 times higher than that of emission line in the case of constant heating. High temperature corrosion is promoted. The reason for this is that the thermal shrinkage of the surface of the film is uneven. In the future, the study of the upper and lower limits of temperature, the speed of rise and fall, and the influence of the number of particles will be carried out.

项目成果

金 白云・神谷 信行・太田 健一郎: "溶融炭酸塩中におけるNiの腐食(2)" 第31回電池討論会講演要旨集. 197-198 (1990)

Baek-yun Kim、Nobuyuki Kamiya、Kenichiro Ota：“熔融碳酸盐中镍的腐蚀（2）”第 31 届电池研讨会摘要 197-198（1990）。

S.Mitsushima,N.Kamiya,K.Ota: "Corrosion of Iron by Li_2CO_3 Melt at 1073K." Journal of Electrochemical Society. 137. 2713-2716 (1990)

S.Mitsushima、N.Kamiya、K.Ota：“Li_2CO_3 在 1073K 熔化时对铁的腐蚀。”

金 白云・神谷 信行・太田 健一郎: "溶融炭酸塩中におけるNiの腐食(1)" 第57回電気化学協会大会要旨集. 276-276 (1990)

Baek-yun Kim、Nobuyuki Kamiya 和 Kenichiro Ota：“熔融碳酸盐中镍的腐蚀 (1)”第 57 届日本电化学学会会议记录 276-276 (1990)。