CN100345328C - 透气性基片和采用这种透气性基片的固体氧化物燃料电池 - Google Patents

透气性基片和采用这种透气性基片的固体氧化物燃料电池 Download PDF

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Abstract

一种透气性基片包括：一个多孔金属板，该多孔金属板上设置有多个孔，这些孔构成了位于其上表面和/或下表面上的开口；和被充填到这些孔内的微粒。在这种透气性基片内，多孔金属板的上表面和下表面中的至少一个基本上是平滑的。

Description

透气性基片和采用这种透气性基片的固体氧化物燃料电池
技术领域
本发明涉及一种透气性基片和一种采用这种透气性基片的固体氧化物燃料电池。具体而言，本发明涉及一种重量轻、厚度薄的透气性基片，这种基片尤其适合用作固体氧化物燃料电池的基片；此外，本发明还涉及一种采用这种基片的固体氧化物燃料电池。
背景技术
迄今为止，在使用固体氧化物燃料电池(在下文中称之为SOFC)的装置中，一直在采用氧气传感器、象氢分离薄膜这样的功能隔膜和透气性基片。例如，被用作支撑基片的烧结陶瓷起到一个支撑部件和一个气体通道的作用。但是，在保证基片的透气性和强度方面，很难减小该装置的重量和厚度。
从减轻重量和减小厚度的角度考虑，有人提出了一种金属过滤器，该过滤器具有一种双层结构，这种双层结构由一个钢丝网基片和涂覆到该钢丝网基片上的烧结金属粉末或类似物构成(见日本专利公报第H7-60035)。
此外，有人提出了一种通过将粉末涂覆到一个基片上而制成的金属过滤器，其中的基片是通过对金属丝网进行挤压形成的。这种金属过滤器用于对各种油、气体、液体和类似物进行过滤(见日本专利公报第3146387和日本专利公报第H8-229320)。可根据待过滤物质的大小(粒度等)对孔隙大小进行调节而使这种过滤器得以使用。
作为采用透气性基片的SOFC而言，有人提出一种通过喷涂法在多孔金属基片上沉积出多个发电元件(燃料电极、电解质和空气电极)的SOFC(见2000年“燃料电池报告”第597-600页，用于降低操作温度的等离子喷涂薄膜SOFC)。
此外，还有人提出一种用于分离氢气的部件，该部件是通过将一个薄膜、箔片或具有氢气分离功能的薄板覆盖到一个透气性基片上制成的。这种用于分离氢气的部件是通过将气体分离并沿基片的厚度方向对气体加压而进行使用的。
发明内容
但是，在日本专利公报第H7-60035中，由于金属丝网从烧结金属粉末层突伸出，换言之，由于金属丝网并未被埋置在烧结金属粉末层中，因此，很难将基片加工得更薄一些。
在日本专利公报第3146837中，金属过滤器是通过对金属丝网进行挤压而得以制成的。因此，由于在有金属丝突出的部分上，基片不可能具有一个平整的表面，而且也很难在该表面上形成一个薄膜。此外，由于粉末层设置在金属丝网上，因此就出现一个问题：整个过滤器制得较厚。
在燃料电池报告提及的SOFC中，设置有一个独立的气体通道，因为基片本身不能被用作气体通道。这是因为多孔金属基片的上表面是通过精加工而制成的，因此，就可以通过喷涂方式形成薄膜。因此，部件的数量就会增加，而且包括集电极和气体通道在内的电池部件也会很厚。因此，也就很难减小其体积。
用于氢气分离的部件是通过将气体分离并沿基片的厚度方向对气体加压的方式进行使用的。在这种情况下，当这种用于氢气分离的部件仅用于分离氢气，那么就不需要多孔基片具有导电性。但是，当这种用于氢气分离的部件被应用到SOFC上，那么就要求这种具有所需集电极功能的基片还要具有导电性。此外，在SOFC中，由于气体沿多孔基片的平面方向流动，因此就需要多孔基片具有更高的透气性。
本发明正是为解决上述问题而提出的。本发明的目的在于提供一种重量轻、厚度小的透气性基片，而且这种基片具有良好的气体扩散性和接触率(contact rate)并对功能材料具有良好的附着性，此外本发明的目的还在于提供一种采用这种基片的固体氧化物燃料电池。
本发明的第一方面提供一种透气性基片，该基片包括：一种多孔金属板，该金属板上设置有多个孔，这些孔构成了位于基片上表面和或下表面上的开口；填充在这些孔内的微粒，其中多孔金属板的上表面和下表面中的至少一个基本为平滑状。
本发明的第二方面提供一种固体氧化物燃料电池，其包括：一个透气性基片，该透气性基片设置有一个多孔金属板，该多孔金属板包括有多个孔，这些孔构成了位于该金属板上表面和/或下表面上的开口；充填在这些孔内的微粒，其中这种多孔金属板的上表面和下表面中的至少一个基本为平滑状，而且多个独立的电池被叠置在一起，每个独立的电池都包括多个发电元件，而这些发电元件又被叠置在该透气性基片的上表面和/或下表面上。
附图说明
图1为一个剖视图，图中示出了本发明的透气性基片；
图2为一个剖视图，图中示出了本发明的另一种透气性基片；
图3为一个剖视图，图中示出了本发明的另一种透气性基片；
图4A和4B为平面图，图中示出了根据本发明设置有一框架的透气性基片；
图5为一个剖视图，图中示出了本发明的一个SOFC；
图6为一个剖视图，图中示出了本发明的另一个SOFC；
图7为一个剖视图，图中示出了实例3中的透气性基片；
图8为一个剖视图，图中示出了实例5中的透气性基片；
图9为一个剖视图，图中示出了对比实例1中的透气性基片；
图10为一个SEM(扫描电显微镜)视图，图中示出了实例1中的透气性基片的截面；
图11为一个SEM(扫描电显微镜)视图，图中示出了实例2中的透气性基片的截面。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行说明，其中，同一部件用相同的附图标记表示。为便于说明，将该多孔金属板或类似部件的一侧作为上表面加以描述，而其另一侧则作为下表面加以描述。但是，这些部件都是相同的元件，而且这些元件彼此替代的结构也落入本发明的保护范围内。
(第一实施例)
本发明的透气性基片包括：一个多孔金属板，该金属板上设置有多个孔，这些孔构成了位于其上表面和/或下表面上的开口；和充填在这些孔内的微粒。该透气性基片的特征在于：这种多孔金属板的上表面和下表面中的至少一个基本为平滑状。具体的实施例已经在图1至3中示出。如图1所示，本发明的透气性基片1包括一个多孔金属板3和一个微粒层7。该多孔金属板3包括多个孔5，基于这些孔5，在该多孔金属板3的上表面3a和下表面3b上形成了多个开口5a和5b。微粒被填充在这些孔5内，从而形成了微粒层7，而且其上表面也被加工成光滑状。这样就制成了本发明的透气性基片1。
具有这种结构的透气性基片1不仅重量轻、厚度小，而且还具有支撑部件和气体通道的功能。此外，还可以将采用这种透气性基片1的整个装置设计得更加小巧、重量也更轻。此外，由于气体从位于微粒层7内的孔内流过，因此，气体就能够穿过该基片流动，同时还能够有效地扩散。对于包括在多孔金属板3内的那些孔5而言，每个孔5都最好沿垂直方向即金属板的厚度方向是贯穿的。但是，如果通过在一个表面上设置一个开口并使其与金属板3内的另一孔联通的方式令孔5沿垂直方向贯通，也就足够了。
本发明的透气性基片1一般可按照下述方式制成。通过丝网印刷法、印刷电路板法、浸渍法或类似方法将浆状的微粒涂覆到多孔金属板3上，然后在真空条件、惰性气氛(例如氮气或氩气)或还原气氛(例如氢气)下对其进行烘烤。此时，最好采用造孔材料或类似材料，目的是在微粒层7内形成多个孔。
微粒层7最好覆盖着多孔金属板3之上表面3a面积不小于30％的部分和/或下表面3b之面积不小于30％的部分。换言之，使多孔金属板3的表面部分埋置在微粒中的结构是最佳的，如图2所示。这样就能够通过微粒层7使气体在多孔金属板3的整个表面上扩散。当覆盖面积小于30％时，微粒层7就可以很薄，而且还会降低透气性基片1的强度。当金属板3具有集电极的功能和类似部件的功能时，这种功能有时会降低，因为金属板3和微粒之间的接触面积变小了，而且该接触面积小于30％。具体而言，金属板3和微粒之间的接触面积减小，而且没有足够的电子能够在微粒层7和金属板3之间有效转移。
填充在孔5内的微粒和覆盖着多孔金属板3之上、下表面3a和3b的微粒可以采用相同的材料或不同的材料。
当考虑到这种多孔金属板的透气性和耐用性时，构成微粒层7的微粒最好由陶瓷制成或由陶瓷与金属的合成材料制成。陶瓷例如可包括：NiO，CuO，Al2O3，TiO2，二氧化铈固溶体，稳定的氧化锆，镧钴氧化物和镧锰氧化物。金属例如可包括：镍，镍硼合金，铂，铂铅合金和银。对于陶瓷和金属的合成材料而言，可以采用以任意比例混合在一起的陶瓷和金属。微粒的直径约为0.1至10μm，而且这些微粒为烧结颗粒。
本发明的透气性基片1具有下述特征：多孔金属板的表面，即上表面和下表面3a、3b之一或全部基本为平滑状。因此，这种多孔的金属板3可被另外一个具有良好附着性的薄膜所覆盖。即使孔5没有被微粒填充到使多孔金属板3的表面和开口变成平的程度，也可以在该表面上形成一个具有任意厚度的薄膜层。具体而言，由于该多孔金属板的厚度按照下述方式减小，因此在某些情况下，金属板上的那些开口和表面有时不能通过将微粒填入孔内而完全变平整。因此，在本发明的透气性基片中，其表面在某些情况下也存在一定程度的不均匀，但该表面基本是平滑的。这样，与现有技术相比，可以极大提高另一薄膜层的附着性。此外，由于可通过用微粒对那些孔5进行充填而使金属板3的表面变得平整，因此，不论孔5的孔径多大，都能够在该表面上形成一个任意的薄膜层。
对于这样的多孔金属板3而言，例如，可以采用象泡沫金属这样的烧结金属体、通过化学腐蚀形成有多个孔的金属薄膜和通过激光或电子束冲压出多个孔的金属薄膜。在多孔金属板很薄，而且需要保持其形状或开口的情况下，可在其外侧设置一个框架，以支撑该多孔金属板。具体而言，如图4A和4B所示，当将一个框架33设置在该透气性基片1的周边上时，就可以得到一种机械强度得以提高并保持多孔5的透气性基片30和32。例如，如图10所示，当从两侧对多孔金属板3进行蚀刻时，就能够形成适合填充微粒的形状。
对于构成多孔金属板3所用的材料而言，可以采用不锈钢(SUS)，铬镍铁合金，镍，银，铂，铜，或这些金属的任意组合。这样就能够使多孔金属板3具有导电性。从减轻重量和减小厚度的角度考虑，该多孔金属板的厚度最好介于0.03毫米至1毫米的范围内。当厚度小于0.03毫米时，其强度就会很小；而当厚度大于1毫米时，该板就会很厚、也很重，因此就不能将这种透气性基片加工得很薄。
对于为形成微粒层7而添加的造孔材料而言，可以采用一种通过烘烤即可分解、从而使该微粒层形成多个孔的材料，例如碳和有机材料。
如上所述，根据本发明，多孔金属板的孔内充填有微粒，而且其表面基本上是平滑的。因此，就可以提供一种重量轻、厚度小的透气性基片，而且这种基片还具有良好的气体扩散性、高接触率和对功能材料具有良好的附着力。在本文中，微粒层7是在孔5内和表面3a上形成的，如图1所示。但是，如图2所示，本发明的透气性基片可以是一种将微粒层7设置在孔5内和多孔金属板3之上下表面3a、3b内的透气性基片10。这样就可以进一步提高该透气性基片的强度。如图3所示，本发明的透气性基片可以是一种仅在孔5内设置有微粒层7的透气性基片20。这样，就可以将透气性基片加工成薄膜。此外，如图7所示，无需使多孔金属板3的所有孔5内都充满了微粒层7，而且即使该透气性基片的孔内已经填有一定量的微粒，而且具有一个平滑的上表面，那么这种透气性基片仍然落入本发明的技术范围内。
本发明的透气性基片1其特征在于：该多孔金属板3的表面基本上是平滑的。但是，措辞“基本上”是在将加工过程中必然存在的多种误差加以考虑后的表达方式。包括必然误差在内的范围也属于本发明的技术范围，只要能够达到所需的效果。
(第二实施例)
下面将对一种采用本发明之透气性基片的固体氧化物燃料电池(SOFC)加以详细说明。对于该实施例中的固体氧化物燃料电池的结构而言，与第一实施例相同的部件在附图中用相同的附图标记表示，而且不再对其进行赘述。
本发明的SOFC可用根据第一实施例的透气性基片制成。具体而言，该SOFC是通过将多个独立的电池叠置在一起形成的，其中每个独立的电池都包括一个发电元件，该发电元件被叠置在透气性基片的上表面和/或下表面上。由于本发明的透气性基片的表面是平滑的，因此就能够在整个透气性基片上设置一个重量轻、厚度小的发电元件，而且还可以得到可在低温下操作的SOFC。下面将参照图5和6对其加以详细说明。发电元件包括一个叠置主体，该叠置主体包括一个燃料电极、一种电解质和一个空气电极，如果需要还可以设置多个中间层。这种叠置并非局限于将多个独立的电池沿厚度方向连接在一起，而是还包括沿平面方向将其连接在一起的情况。
如图5所示，图中示出了一个作为本发明之SOFC的SOFC40，它包括一个电解质层43、一个中间层44和一个设置在一透气性基片41上的电极层45。该透气性基片41包括一个设置在多孔金属板3上的燃料电极层42。由于本发明的透气性基片41具有一个平滑的表面，因此就可以将电解质层43、中间层44和空气电极层45加工得很薄、很均匀。此外，将一种燃料电极材料应用到位于透气性基片内的微粒层中。这样，就可以提高已扩散燃料气体(氢气，烃气，或类似物)和氧离子的反应能力，这样就能够提高发电效率。
本发明的SOFC可以是这样一种SOFC：多孔金属板的孔内充填有重整催化剂和电极材料并在这些孔内形成一种包括有两个或更多层的叠置结构。在本文中，电极材料是一种包括下述材料的概念：构成燃料电极层的燃料电极材料，构成空气电极层的空气电极材料和构成中间层的中间层材料。具体而言，如图6所示，透气性基片51可被应用到在多孔金属板3的孔5内设置有重整催化剂57和燃料电极层52的结构中。本发明的SOFC50可通过在透气性基片51上设置一个第一中间层53、一个电解质层54、一个第二中间层55和一个空气电极层56而制造成形。在SOFC50中，由于重整催化剂57和燃料电极层52设置在多孔金属板3的孔5内，因此燃料气体就可以在从重整催化剂层57流过后被输送到燃料电极层52，其中燃料气体在从重整催化剂57流过时会被重整，目的在于使其具有最佳的气体成分。此外，由于重整催化剂和燃料电极材料设置在多孔金属板内，因此还可进一步减小SOFC的厚度。
本发明的SOFC40具有一种将中间层44设置在电极层43和空气电极层45之间的结构。本发明的SOFC50则具有一种将第一中间层53设置在燃料电极层52和电解质层54之间并将第二中间层55设置在电解质层54和空气电极层56之间的结构。由于中间层被设置在燃料电极层和电解质层之间，因此就可以减小燃料电极层与电解质层之间的接触电阻。此外，由于中间层设置在电解质层与空气电极层之间，因此就可以减小氧分子发生电离反应的阻力。因此，就可以促进氧分子的电离反应，从而提高发电效率。最好将多个中间层设置在燃料电极层和电解质层之间及电解质层和空气电极层之间，但是，没有这些中间层，也可以得到具有很高发电效率的SOFC。最佳实施例就是如图5所示的SOFC，即SOFC40，它是通过将燃料电极层42设置在多孔金属板3内、从而形成具有平滑上表面的透气性基片41，然后将电解质层43、中间层44和空气电极层45叠置在一起制成的。另外，从减小厚度和减轻重量的角度考虑，该SOFC也是最佳的实施例。
在本发明的SOFC50中，多孔金属板3的孔5内填有重整催化剂层57和燃料电极层52，但本发明并非局限于此。这些孔内还可填有另外一种能够被加工成双层结构的电极材料。具体而言，燃料电极层52和第一中间层53可设置在这些孔5内。在SOFC没有采用这种中间层的情况下，燃料电极层和电解质层就可以设置在这些孔内。可通过设置重整催化剂层57的方式生成合适的燃料气体，但不是必须设置这种重整催化剂。
可通过喷涂法、沉淀法、气溶胶沉积法、离子电镀法、离子喷射法、激光束烧蚀法、喷射式热分解法或类似方法在该透气性基片内加工出发电元件和重整催化剂。此外，还可通过顺序执行上述的任意方法来加工出发电元件和重整催化剂。
对于燃料电极材料而言，可以采用镍、镍金属陶瓷、镍-氧化钇稳定的氧化锆金属(YSZ)陶瓷、掺有镍-氧化钐的氧化铈金属(SDC)陶瓷、铂和类似材料。对于电解质层的材料而言，可以采用稳定的氧化锆。对于空气电极材料而言，可以采用镧钴氧化物(La1-xSrxCoO3等)，镧锰氧化物(La1-xSrxMnO3等)和类似物。对于重整催化剂层的材料而言，可以采用过渡金属，例如铂(Pt)、钯(Pd)、钴(Co)、铑(Rh)、镍(Ni)、铱(Ir)，铼(Re)；此外，还可以采用第8族过渡金属，例如钌(Ru)和铁(Fe)。此外，重整催化剂层的材料还可以是金属氧化物，例如氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)，氧化铬(Cr2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化钨(WO2，WO3等)，氧化锆(ZrO2)，氧化铈(CeO2)和氧化铋(Bi2O3)。对于中间层材料而言，可以采用掺有氧化钐的氧化铈(SDC)和类似物。
在采用本发明之透气型基片的SOFC中，多孔金属板3被用作一个集电极，因为该多孔金属板3采用了一种导电材料。因此，当将本发明的透气性基片用作SOFC的一部分时，电极材料可用于微粒层中，多孔金属板可被用作集电极。电极材料可被集电极所支撑，这样就可将透气性基片加工得更薄。此外，由于电极材料和集电极之间的接触面积变大，因此可提高电性能。
此外，由于本发明之透气性基片的表面是平滑的，因此就可以在整个基片上形成一个厚度小、重量轻的发电元件并得到一种可在低温下操作的SOFC。另外，由于部分发电元件，即电极材料被充填在基片内，因此可增加接触面积，从而得到一种具有强度高、气体扩散性好的SOFC。
在图5的SOFC40中，示出了由SOFC40的上表面开始按照顺序排列的空气电极层45、中间层44、电解质层43和燃料电极层42，但它们也可由该上表面开始按照这种顺序排列：燃料电极层42、电解质层43、中间层44和空气电极层45。此外，在图6中的SOFC中，叠置顺序也可以倒置。
下面将利用多个实例对本发明加以进一步的说明，但本发明并非局限于这些实例。
(实例1)
如图1所示，对于多孔金属板3而言，多个孔径φ＝0.1毫米的孔可通过在一个蚀刻板上利用光刻法加工出来，其中该蚀刻板是由SUS304号材料制成的，而且厚度为0.1毫米。接着，对于微粒层7而言，将由Ni-SDC构成并且粒度为2μm的燃料电极材料膏通过丝网印刷法以0.12毫米的厚度涂覆到多孔金属板3上，然后，在1050℃的氢气还原气氛下对其进行烘烤。这样，就制成了图1所示的透气性基片。图10示出了这种透气性基片的截面的放大照片。
(实例2)
如图2所示，对于多孔金属板3而言，它可以采用泡沫金属，而这种由Pt构成、厚度为1毫米、空隙率为98％的泡沫金属又是通过对金属粉末进行烧结而形成的。对于微粒层7而言，可通过浸渍法将由Ni-YSZ构成且粒度为5μm的浆状燃料电极材料以1.2毫米的厚度涂敷到多孔金属板3上，然后在1050℃的氢气还原气氛下对其进行烘烤。这样就得到了图2所示的透气性基片。图11示出了这种透气性基片的一个截面的放大照片。
(实例3)
如图7所示，对于多孔金属板3而言，可通过在一个由Ni构成并且厚度为0.2毫米的冲压板上进行激光处理而形成多个φ＝0.2毫米的孔。接着，对于燃料电极层而言，可利用印刷电路板法将一种由Ni-YSZ构成并且粒度为2μm的燃料电极材料以0.15毫米的厚度按压并连接到多孔金属板3上，接着在1050℃的氢气还原气氛下对其进行烘烤，得到一种设置有燃料电极层42的透气性基片。此外，对于薄膜发电元件而言，这样制成的透气性基片可通过丝网印刷法被一种由YSZ构成并且粒度为0.03μm的电解质材料所覆盖，从而形成了电解质层43。这些制成的电解质层43又通过丝网印刷法被一种由SSC(加有Sm和Sr的氧化钴)构成且粒度为5μm的空气电极材料以10μm的厚度所覆盖，这样就形成了空气电极层45。这样，就制成了图7所示的SOFC电池60。在这种SOFC电池60中，其发电功率可以确定为0.1W/cm2。
(实例4)
如图3所示，对于多孔金属板3而言，可通过在一种由SUS304构成且厚度为0.1毫米的蚀刻板上进行光刻操作而形成多个φ＝0.1毫米的孔。接着，对于微粒层7而言，可利用丝网印刷法将一种由Ni构成且粒度为10μm的浆状燃料电极材料以0.12毫米的厚度涂敷到多孔金属板3上，然后在1050℃的氢气还原气氛下对其进行烘烤。这样，就制成了图3所示的透气性基片20。
(实例5)
如图8所示，对于多孔金属板3而言，可通过在一种由SUS304构成且厚度为0.1毫米的蚀刻板上进行光刻操作而形成多个φ＝0.1毫米的孔。接着，可利用丝网印刷法将一种由Ni-SDC构成且粒度为2μm的浆状燃料电极材料以60微米的厚度涂敷到上表面3a上，形成了燃料电极层52。此外，可利用丝网印刷法将一种由Pt构成且粒度为3μm的浆状重整催化剂层材料以60微米的厚度涂敷到下表面3b上，然后在1050℃的氢气还原气氛下对其进行烘烤，就制成了重整催化剂层57。这样，就制成了图3所示的透气性基片。
(对比实例1)
如图9所示，对于多孔金属板3′而言，可利用简单的荷兰编织法制成由SUS304构成且厚度为0.25毫米、φ＝0.1毫米的金属网。接着，对于微粒层7′而言，可利用丝网印刷法将一种由Ni-SDC构成且粒度为2μm的浆状燃料电极材料以0.1毫米的厚度涂敷到按上述方式制成的金属网上，然后在1050℃的氢气还原气氛下对其进行烘烤，就制成了图9所示的透气性基片。
在实例1至5中制成的这些透气性基片在基片和微粒之间具有良好的附着性，而且这些透气性基片还可被加工得很薄。在实例1至3和5的每个透气基片中，由于在多孔金属板的上表面上和那些孔内设置有燃料电极层，因此气体能够在该金属板的上表面上进行扩散并有效传输。在实例2中，由于燃料电极层位于多孔金属板的上表面和下表面上，因此，就可以对来自上下表面的应力进行很好地平衡，而且还可以提高基片的耐用性。在实例3中，可以很容易地制成在透气性基片上还包括有发电元件的薄型SOFC电池。此外，在实例3中，可利用绿板法(green sheet method)对燃料电极材料进行挤压和连接，因为绿板法是一种易于加工的方法，因此可以减少工时。在实例4中，由于燃料电极层设置在那些孔内，因此燃料电极层和基片材料之间的附着力保持良好。在实例5中，由于燃料电极层和重整催化剂层设置在那些孔内，因此就可以进一步减小厚度。相反，在对比实例1中，由于金属网被燃料电极层所覆盖，因此就使燃料电极层变厚。此外，还可以推知：多孔金属板和燃料电极层之间的附着力很小，因为多孔金属板和燃料电极层之间的接触面积很小。此外，当微粒层很薄时，由于多孔金属板3′的形状而不能得到平滑的表面。
申请日为2002年12月26日的日本专利申请第P2002-375781的全部内容作为参考被引入到本文中来。
尽管已经参照本发明的某些实施例对本发明作出了上述的说明，但本发明并非局限于上述的实施例，而且在本发明的启示下，本领域的技术人员可以对本发明作出修改和变形。本发明的保护范围由所附权利要求书来限定。
工业实用性
如上所述，根据本发明，多孔金属板的孔内被微粒填满，而且其表面经过平滑处理。因此，就可以提供一种厚度小、重量轻的透气性基片，而且这种基片还具有良好的气体扩散性、高接触率并对功能材料具有良好的附着性，另外还可以提供一种采用这种基片的固体氧化物燃料电池。

Claims (10)

1、一种透气性基片，其包括：
一个多孔金属板，该多孔金属板上设置有多个孔，这些孔构成了位于其上表面和/或下表面上的开口；以及
被充填到这些孔内的微粒；
其中：所述多孔金属板的上表面和下表面中的至少一个基本上是平滑的。
2、根据权利要求1的透气性基片，其特征在于：所述多孔金属板的上表面和/或下表面有不小于30％的部分被微粒所覆盖。
3、根据权利要求1的透气性基片，其特征在于：所述微粒由陶瓷及陶瓷与金属的合成材料中的任意一种材料构成。
4、根据权利要求1的透气性基片，其特征在于：所述微粒包括一种重整催化剂和一种电极材料；以及一种不少于两层的叠置结构设置在每个孔内。
5、根据权利要求4的透气性基片，其特征在于：所述电极材料构成了至少一个由下述这组结构中选出的层：空气电极层、燃料电极层和中间层。
6、根据权利要求1的透气性基片，其特征在于：所述多孔金属板是烧结金属体、蚀刻板和冲压板中的任意一个。
7、根据权利要求1的透气性基片，其特征在于：所述多孔金属板为集电极。
8、根据权利要求1的透气性基片，其特征在于：所述多孔金属板包括至少一种由下述这组材料中选出的金属：不锈钢、铬镍铁合金、镍、银、铂和铜。
9、根据权利要求1的透气性基片，其特征在于：所述多孔金属板的厚度落入0.03毫米到1毫米的范围内。
10、一种固体氧化物燃料电池，其包括：
一种透气性基片，该透气性基片具有：一个多孔金属板，该多孔金属板上设置有多个孔，这些孔构成了位于其上表面和/或下表面上的开口；和被充填到这些孔内的微粒；
其中，所述多孔金属板的上表面和下表面中的至少一个基本上是平滑的；并且
多个独立的电池被叠置在一起，每单个电池都包括多个发电元件，这些发电元件被叠置在透气性基片的上表面和/或下表面上。
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