日本大百科全書(ニッポニカ) 「溶融炭酸塩形燃料電池」の意味・わかりやすい解説
溶融炭酸塩形燃料電池
ようゆうたんさんえんがたねんりょうでんち
molten carbonate fuel cell
電解質に高イオン導電性の炭酸アルカリ混合溶融塩を用いる高温形燃料電池。約600～650℃で運転させるため貴金属触媒は不要で、低温形燃料電池では触媒毒となる一酸化炭素も水素とともに負極活物質として利用できる。また高温の排熱をガスタービンによる発電や給湯に有効利用できるので、総合エネルギー変換効率の向上を図れる利点があり、約60％が得られている。そのため火力発電代替用の分散形の開発が各国で続けられている。
電解質には炭酸リチウムと炭酸カリウムとの混合溶融塩を多孔性のメタアルミン酸リチウムγ(ガンマ)‐LiAlO2マトリックス中に保持したものを用いる。負極には多孔性ニッケル‐アルミニウムやニッケル‐クロムを、そして正極には酸化ニッケルを添加した多孔性の鉄‐クロム‐ニッケル‐アルミニウム合金などが用いられている。この単電池はステンレスSUS316L／ニッケル製インタコネクタを用いて電池スタックとする。単電池の電圧は0.80～0.85ボルト、電流密度は約150mA/cm2、出力密度は約120mW/cm2である。
負極には天然ガスなどの水蒸気改質によって得られる水素、一酸化炭素、二酸化炭素などの混合ガスを供給する。高温作動であるため発生した熱と水蒸気を用いて燃料電池内で水蒸気改質を行うことができる。
電極反応は次に示すように溶融炭酸塩中をCO32-イオンが移動して進行する。
（負極）
H2＋CO32-―→H2O＋CO2＋2e-
CO＋CO32-―→2CO2＋2e-
（正極）
0.5O2＋CO2＋2e-―→CO32-
実用化を目ざし、いっそうの長寿命化と低コスト化を図るため、250キロワット出力の電池スタック4基よりなる1メガワットの発電プラントのテスト研究が1990年代の後半から行われている。
［浅野 満］
『電気学会燃料電池運転性調査専門委員会編『燃料電池発電』（1994・コロナ社）』▽『榊原健樹編著『電気エネルギー基礎』（1996・オーム社）』▽『小久見善八編著『電気化学』（2000・オーム社）』▽『電気化学会編『電気化学便覧』（2000・丸善）』▽『電池便覧編集委員会編『電池便覧』（2001・丸善）』▽『池田宏之助編著『燃料電池のすべて』（2001・日本実業出版社）』▽『『燃料電池の開発と材料――開発動向と特許展開』（2002・シーエムシー出版）』▽『電気学会燃料電池発電次世代システム技術調査専門委員会編『燃料電池の技術』（2002・オーム社）』