CN107735894B - 固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及包含P2O5的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其制备方法。

Description

固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其 制备方法
技术领域
本申请要求于2015年9月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0130378号的权益,其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其制备方法。
背景技术
随着最近关于现有能源资源如石油和煤炭的枯竭的预测,对能够替代这些能源资源的能量的关注日益增长。作为这样的替代能量之一,具有高效、不排放如NOx和SOx的污染物以及具有充足的燃料供使用的优点的燃料电池受到了特别的关注。
燃料电池是将燃料与氧化剂的化学反应能转化为电能的发电系统,使用氢、甲醇和烃(如丁烷)作为燃料,并且通常使用氧作为氧化剂。
燃料电池包括聚合物电解质膜型燃料电池(PEMFC)、直接甲醇型燃料电池(DMFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、碱性燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物型燃料电池(SOFC)等。
其中,固体氧化物燃料电池基于低的活化极化并从而具有低的过电压,并且具有小的不可逆损耗,因此具有高的发电效率。另外,不但可以使用氢,而且可以使用基于碳或烃的材料,导致了广泛的燃料选择,并且由于电极中的反应速率较高,所以不需要高价贵金属作为电极催化剂。此外,伴随发电释放的热的温度非常高,这是非常有用的。换言之,固体氧化物燃料电池中产生的热不仅可以用于燃料重整,而且可以用作工业或热电联产系统(cogeneration system)中冷却的能源。
在研究这样的固体氧化物燃料电池(SOFC)的基本工作原理时,固体氧化物燃料电池主要是通过氢的氧化反应来发电的装置,并且在作为燃料电极的阳极和作为空气电极的阴极中进行如以下反应式1的电极反应。
[反应式1]
空气电极:(1/2)O2+2e-→O2-
燃料电极:H2+O2-→H2O+2e-
总反应:H2+(1/2)O2→H2O
换言之,电子通过外电路到达空气电极,同时,空气电极中产生的氧离子通过电解质转移至燃料电极,并且在燃料电极中,氢和氧离子键合,产生电子和水。
同时,固体氧化物燃料电池由包括空气电极、电解质和燃料电极的单体电池形成,并且通过层合多个这些单体电池来形成堆叠体。为了这样的层合,需要使一个单体电池中的空气电极与另一个单体电池中的燃料电极电连接,并且需要能够向每个单体电池供应燃料和空气的结构,为此,使用由金属制成的隔离件。在此,在该燃料电池堆叠体中,为了防止燃料气体氢与燃烧气体空气的混合,防止气体泄漏到堆叠体外面,并且为了单体电池之间的绝缘,金属隔离件与单体电池的组件之间的密封是重要的。
换言之,这样的燃料气体和空气需要通过固定路径移动,当燃料气体和空气混合或泄漏到外面时,电池性能快速下降,因此需要高水平的密封技术。
发明内容
技术问题
本说明书涉及提供固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其制备方法。
技术方案
本说明书的一个实施方案提供了固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,其包含P2O5
本说明书的一个实施方案提供了固体氧化物燃料电池密封剂,其包含上述固体氧化物燃料电池密封剂用组合物。
本说明书的一个实施方案提供了用于制备固体氧化物燃料电池密封剂的方法,其包括:
提供上述固体氧化物燃料电池密封剂用组合物;
使所述密封剂用组合物熔融;
通过使熔融的密封剂用组合物缓慢冷却来制备密封剂用玻璃;
通过将所述密封剂用玻璃粉碎来制备粉末;
通过将所述粉末放置在模具中并进行挤出成型来制备密封剂用产品;以及
烧结所述密封剂用产品。
本说明书的一个实施方案提供了固体氧化物燃料电池,其包括:
固体氧化物燃料电池的单电池,所述单电池包括燃料电极、电解质和空气电极;
设置在所述燃料电池的所述单电池的上表面和下表面上的上述固体氧化物燃料电池密封剂;以及
设置在所述密封剂的上表面和下表面上的隔离件。
本说明书的一个实施方案提供了用于制造固体氧化物燃料电池的方法,其包括:
制备固体氧化物燃料电池的单电池,所述单电池包括燃料电极、电解质和空气电极;
将上述固体氧化物燃料电池密封剂层合在所述固体氧化物燃料电池的所述单电池的上表面和下表面上;以及
加热在所述固体氧化物燃料电池的所述单电池的所述上表面和所述下表面中每一者上层合有所述密封剂的层合体。
有益效果
根据本说明书的一个实施方案,不需要用于除去密封剂中存在的有机物质的单独有机物质除去过程,这有效地降低了制造成本。
另外,根据本说明书的一个实施方案,在固体氧化物燃料电池密封剂的制备过程期间不产生由有机物质引起的气泡,并因此,可以解决由气体泄漏而引起的缺陷问题。
另外,根据本说明书的一个实施方案,固体氧化物燃料电池密封剂在高温下的粘附过程中的粘合强度增强,这有效地提高了密封性能。
另外,根据本说明书的一个实施方案的固体氧化物燃料电池密封剂在制造燃料电池时具有与所粘附基底相似的热膨胀行为,并由此有效地防止破损缺陷。
另外,根据本说明书的一个实施方案的固体氧化物燃料电池密封剂是具有强耐化学性的材料,这有效地实现了长期耐久性。
另外,根据本说明书的一个实施方案,将密封剂粘附至单电池的上部和下部的温度是合适的,这有效地防止了其他组件在密封剂粘结过程期间的劣化。
另外,根据本说明书的一个实施方案的固体氧化物燃料电池密封剂不包含碱金属氧化物,这有效地实现了密封剂的优异化学耐久性和优异长期耐久性。
附图说明
图1模拟地示出了根据本说明书的一个实施方案的固体氧化物燃料电池的结构。
图2示出了根据本说明书的一个实施方案的固体氧化物燃料电池密封剂的结构。
图3的(a)示出了观察如本领域的制备方法中使用包含有机物质粘结剂或溶剂的密封剂用组合物制备的密封剂的粘合状态的结果,图3的(b)示出了观察使用根据本说明书的一个实施方案的密封剂用组合物制备的密封剂的粘合状态的结果。
具体实施方式
下文中,将更详细地描述本说明书。
在本说明书中,一个构件设置在另一构件“上”的描述不仅包括一个构件邻接另一构件的情况,而且还包括又一个构件存在于两个构件之间的情况。
在本说明书中,除非特别说明相反,否则某些部分“包括”某些组件的描述意指能够进一步包括另外的组件,并且不排除另外的组件。
本说明书的一个实施方案提供了固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,其包含P2O5
使固体氧化物燃料电池商品化的最大问题可能是气体密封。关于目前的固体氧化物燃料电池的密封技术,使用基于玻璃的密封剂可以被认为是最典型的方法。
作为本领域中的使用基于玻璃的密封剂的方法,通常使用这样的方法:其使用带或糊料形式的玻璃粉末并将其各自用于燃料电池的单电池。换言之,通常使用带或糊料的形式以首先粘附至燃料电池的单电池。
然而,在制备带或糊料形式的密封剂时,其中除玻璃粉末之外还包含有机物质如粘结剂或溶剂,并且在密封剂制造过程中需要除去有机物质的单独过程。另外,即使包括这样的有机物质除去过程,由于在有机物质除去过程期间产生的气泡,也会发生气体泄漏,导致产品缺陷问题。
鉴于上述内容,在使用固体氧化物燃料电池密封剂方面,本公开内容的发明者实现了使用仅由基于玻璃的材料形成而不是常用的带或糊料形式的密封剂用组合物来制备密封剂的本公开内容。
根据本说明书的一个实施方案,在使用如上所述的方法制备固体氧化物燃料电池密封剂时,密封组合物仅由基于玻璃的材料形成而不包含有机物质,并因此,在制造过程期间不产生由有机物质引起的气泡,这有效地改善了由于气体泄漏引起产品缺陷的问题。
换言之,根据本说明书的一个实施方案,固体氧化物燃料电池密封剂用组合物可以不包含有机物质如粘结剂或溶剂,并且在使用没有有机物质的这种密封剂用组合物制备密封剂之后,可以将该密封剂立刻用于燃料电池,并且由于在密封剂制备过程中不产生由有机物质引起的气泡,所以可以解决由气泡产生引起的产品缺陷的问题。
根据本说明书的一个实施方案,基于总密封剂用组合物的含量,密封剂用组合物可以包含1摩尔%至10摩尔%且更优选地5摩尔%至10摩尔%的P2O5
根据本说明书的一个实施方案,在密封剂用组合物中,基于总密封剂组合物的含量包含1摩尔%或更多的P2O5有效地防止由密封剂表面粘合强度降低引起的粘合缺陷,并且包含10摩尔%或更少的P2O5有效地防止玻璃由于密封剂粘度下降而向下流动引起的缺陷问题。
根据本说明书的一个实施方案,密封剂还可以包含基于玻璃的材料。另外,根据本说明书的一个实施方案,密封剂可以仅由P2O5和基于玻璃的材料形成。
在本说明书中,基于玻璃的材料不一定仅包含SiO,并且可以包含金属氧化物或非金属氧化物。另外,可以使用在制备固体氧化物燃料电池密封剂时通常用作基于玻璃的材料的材料,并且没有特别限制。
根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物可以包含基于玻璃的材料,例如,密封剂用组合物还可以包含选自SiO2、B2O3、Al2O3、ZnO、CaO、BaO和SrO中的一种或更多种材料。然而,密封剂用组合物不包含有机物质,并且有机物质可以指溶剂或粘结剂。
根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物可以由选自SiO2、B2O3、P2O5、ZnO、CaO和BaO中的一种或更多种材料形成。或者,根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物可以由选自SiO2、B2O3、P2O5、ZnO、CaO、BaO和SrO中的一种或更多种材料形成。或者,根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物可以由选自SiO2、B2O3、P2O5、Al2O3、ZnO、CaO和BaO中的一种或更多种材料形成。或者,根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物可以由选自SiO2、B2O3、P2O5、Al2O3、ZnO、CaO、BaO和SrO中的一种或更多种材料形成。
根据本说明书的一个实施方案,基于总密封剂用组合物的含量,密封剂用组合物可以包含12摩尔%至33摩尔%的SiO2。在密封剂用组合物中,SiO2是形成网络结构进而形成玻璃的前体氧化物,并且可以有助于提高玻璃的化学耐久性以及获得低的热膨胀系数。
在本文中,根据本说明书的一个实施方案的密封剂用组合物,基于总组合物的含量包含12摩尔%或更多的SiO2,有效地防止了SiO2含量太低时发生的化学耐久性降低、密度增加、热膨胀系数增加和熔融温度大大增加的问题,并且包含33摩尔%或更少的SiO2有效地防止了由热膨胀系数过度降低引起的玻璃析晶特性变差的问题。
根据本说明书的一个实施方案,基于总密封剂用组合物的含量,密封剂用组合物可以包含12摩尔%至33摩尔%的SiO2、25摩尔%至40摩尔%的B2O3、5摩尔%至10摩尔%的P2O5、5摩尔%至11摩尔%的ZnO、5摩尔%至12摩尔%的CaO和5摩尔%至10摩尔%的BaO。
根据本说明书的一个实施方案,基于总密封剂用组合物的含量,密封剂用组合物还可以包含大于0摩尔%且小于或等于10摩尔%的Al2O3
另外,根据本说明书的一个实施方案,基于总密封剂用组合物的含量,密封剂用组合物还可以包含大于0摩尔%且小于或等于13摩尔%的SrO。
另外,根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物的CaO和ZnO的含量合计值可以为5摩尔%至20摩尔%。
另外,根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物的BaO和SrO的含量合计值可以为9摩尔%至18摩尔%。
根据本说明书的一个实施方案,在密封剂用组合物中,BaO可以有助于提高玻璃的耐化学性或析晶特性。然而,包含过高含量的BaO可能增加玻璃密度并且可能对环境具有不利的影响。同时,当BaO含量过低时,不能适当地实现BaO添加的效果。相比之下,SrO是碱土金属氧化物,并且可以有助于提高玻璃的析晶特性和耐酸性。然而,当包含过高含量的SrO时,热膨胀系数或密度可能增加,并且析晶特性可能经历劣化。同时,当包含过低含量的SrO时,不能适当地实现如上所述的SrO添加的效果。
根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物的热膨胀系数值可以为8×10-6/K至12×10-6/K。根据本说明书的一个实施方案,当密封剂用组合物的热膨胀系数为8×10-6/K至12×10-6/K时,与待粘合对象的热膨胀系数差异较小,不产生残余应力,这对于稳定粘合是有效的。
另外,根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物在固化之后的玻璃化转变温度(Tg)可以为450℃至600℃,更优选地为500℃至600℃。根据本说明书的一个实施方案,当密封剂用组合物的玻璃化转变温度为450℃至600℃时,其是低于固体氧化物燃料电池工作温度的温度范围,并因此,其有效地避免了由应力引起的在接近玻璃化转变温度时通常发生的破损风险。
另外,根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物的软化温度可以为550℃至700℃,更优选地为600℃至700℃。根据本说明书的一个实施方案,当密封剂用组合物的软化温度为550℃至700℃时,其是易于表现出附加添加剂如填料的效果同时具有最小的粘合粘度的温度和粘度范围,这有效地容易对接近固体氧化物燃料电池工作温度时的技术问题作出反应。
在本说明书中,软化温度意指材料因加热而开始变形或软化的温度,并且使用膨胀计设备同时观察通过热膨胀测量获得的变化来测量。
根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物的粘合温度可以为750℃至950℃,更优选地为800℃至900℃。
在本说明书中,粘合温度意指在之后的固体氧化物燃料电池的密封过程期间密封剂粘附至燃料电池的单电池的上表面和下表面的温度。具体地,粘合温度是指根据本说明书的一个实施方案的密封剂用组合物的粘度变成104dPa·s的温度。
本说明书的一个实施方案提供了包含上述固体氧化物燃料电池密封剂用组合物的固体氧化物燃料电池密封剂。
换言之,根据本说明书的一个实施方案,密封剂可以使用不包含有机物质的密封剂用组合物来制备,并且密封剂本身也不包含有机物质如溶剂或粘结剂。
本说明书的一个实施方案提供了用于制备固体氧化物燃料电池密封剂的方法,其包括:
提供上述固体氧化物燃料电池密封剂用组合物;
使密封剂用组合物熔融;
通过使熔融的密封剂用组合物缓慢冷却来制备密封剂用玻璃;
通过将密封剂用玻璃粉碎来制备粉末;
通过将粉末放置在模具中并进行挤出成型来制备密封剂用产品;
以及烧结密封剂用产品。
在本说明书中,关于固体氧化物燃料电池用组合物,以上提供的描述可以全部同样适用。
换言之,根据本说明书的一个实施方案,固体氧化物燃料电池用组合物可以由选自SiO2、B2O3、P2O5、Al2O3、ZnO、CaO、BaO和SrO中的一种或更多种材料形成,并且可以不包含有机物质如溶剂或粘结剂。
具体地,根据本说明书的一个实施方案,提供固体氧化物燃料电池密封剂用组合物可以通过以下过程来提供固体氧化物燃料电池密封剂用组合物:以合适的含量制备上述的基于玻璃的材料(例如SiO2、B2O3、P2O5、Al2O3、ZnO、CaO、BaO和SrO),并且在不使用有机物质的情况下将其混合。
另外,根据本说明书的一个实施方案,使密封剂用组合物熔融可以包括加热上述的基于玻璃的材料(例如SiO2、B2O3、P2O5、Al2O3、ZnO、CaO、BaO和SrO)直到其成为液态,并且可以通过将温度从室温增加到1200℃至1400℃来进行。
根据本说明书的一个实施方案,在通过使熔融的密封剂用组合物缓慢冷却来制备密封剂用玻璃时,缓慢冷却可以包括在热处理过程中在高温下缓慢冷却的过程或者再加热至某一温度并缓慢冷却的过程。
另外,本说明书的一个实施方案可以包括:在通过使熔融的密封剂用组合物缓慢冷却来制备密封剂用玻璃之后,再将密封剂用玻璃粉碎来制备粉末以及通过将上述制备的粉末放置在模具中并进行挤出成型,可以获得期望形状的密封剂用产品,而不需要制备成带或糊料形式的单独过程。
换言之,根据本说明书的一个实施方案,具有期望结构的密封剂用产品可以根据放置粉末的模具的形状来制备,具有环形的密封剂可以通过使模具内的形状为环形来制备。
换言之,模具内的形状可以被制造或制备成以与待制备密封剂的形状相对应,尽管该结构通常优选为环形,但该结构没有特别限制。
另外,根据本说明书的一个实施方案,模具内放置的材料仅由上述的基于玻璃的材料形成并且不包含有机物质如溶剂和/或粘结剂,并因此,优点在于不需要单独的有机物质制备过程。
根据本说明书的一个实施方案,密封剂用组合物的烧结可以在高于或等于上述软化温度且低于或等于所述软化温度+30℃的温度范围内进行。在高于或等于上述软化温度的温度下进行烧结有效地制造比孔结构更致密的密封剂,并且在低于或等于所述软化温度+30℃的温度下进行烧结有效地防止在烧结过程期间发生的密封剂形状坍塌、与支撑体粘合的问题、或者粘合之后由冷却引起的破损缺陷。
根据本说明书的一个实施方案,具有优异的化学耐久性和/或长期耐久性的密封剂可以通过烧结密封剂用组合物来制备。
本说明书的一个实施方案提供了固体氧化物燃料电池,其包括:
固体氧化物燃料电池的单电池,所述单电池包括燃料电极、电解质和空气电极;
设置在燃料电池的单电池的上表面和下表面上的上述固体氧化物燃料电池密封剂;以及
设置在密封剂的上表面和下表面上的隔离件。
由电解质、空气电极和燃料电极形成的燃料电池被称为燃料电池的单电池(单体电池),并且由于由一个单体电池产生的电能的量非常有限,所以制造具有串联连接的单体电池的形式的层合体结构(堆叠体)以将燃料电池用于发电。为了形成堆叠体,使每个单体电池的空气电极和燃料电极电连接,并且使用隔离件以防止燃料和空气的混合。这样的固体氧化物燃料电池结构模拟地示于图1中。
在使用隔离件形成层合结构时,安装密封剂以防止氢气、燃料和空气的混合,防止气体泄漏并且用于单电池之间的绝缘。固体氧化物燃料电池可以分为平板型、柱型、层合体型等,尽管该形状在本说明书中没有特别限制,但组件与隔离件之间的密封在平板型燃料电池中特别重要。
在本说明书中,关于燃料电极、电解质和空气电极的描述,本领域中通常使用的描述可以以同样的方式使用。
在本说明书中,关于固体氧化物燃料电池的描述,本领域中通常使用的描述可以以同样的方式使用。
本说明书的一个实施方案提供了用于制造固体氧化物燃料电池的方法,其包括:
制备固体氧化物燃料电池的单电池,所述单电池包括燃料电极、电解质和空气电极;
将上述固体氧化物燃料电池密封剂层合在固体氧化物燃料电池的单电池的上表面和下表面上;以及
加热在固体氧化物燃料电池的单电池的每个上表面和下表面上层合有密封剂的层合体。
根据本说明书的一个实施方案,加热优选地在750℃至850℃的范围内进行。为了具有粘合特性,通过加热层合体以使燃料电池的单电池的上表面和下表面变湿,根据本说明书的一个实施方案的固体氧化物燃料电池密封剂形成合适的粘度,并且通过使其冷却之后以与固体类似的方式表现,可以实现固体氧化物燃料电池的密封。
实施例
下文中,将参照实施例详细地描述本说明书以具体描述本说明书。然而,根据本说明书的实施例可以被修改为各种不同的形式,并且本说明书的范围不应解释为限于下述实施例。提供本说明书的实施例以向本领域普通技术人员更全面地描述本说明书。
<实施例>实施例1至4
密封剂的制造
合并各组分的原料以具有下表1中列出的组成(基于摩尔%),并且通过使用铂坩埚在1200℃的温度下加热5小时使所得物熔融。在熔融期间,插入铂搅拌器,将所得物搅拌1小时以使玻璃均匀。随后,在600℃下使熔融的玻璃缓慢冷却以获得各实施例的玻璃。同时,将所得玻璃粉碎,然后按10μm至20μm水平的尺寸分选颗粒并选择性地使用。使用压制法对所得物进行挤出成型以具有仅存在单电池形状边缘的形状,然后加热至比各组成的软化点高30℃的温度,并保持30分钟以制备密封剂。如上制备的最终密封剂的形状在图2中示出。
燃料电池的制造
1.浆料制备
通过将电解质与分散剂、增塑剂和基于丙烯酸基的粘结剂混合来制备固体电解质浆料。另外,通过将电解质与NiO、成孔剂、分散剂、增塑剂和基于丙烯酸基的粘结剂混合来制备负电极支撑层浆料。
2.带制备和层合
在刮刀上涂覆所制备的浆料以制备固体电解质层、负电极功能层和负电极支撑层带。层合每个带以制备用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的层合体。
3.烧结
在1000℃至1600℃下烧结用于固体氧化物燃料电池的层合体以形成电解质和燃料电极。
4.空气电极制备
使用三辊磨机将空气电极材料和作为粘结剂的ESL441制备成糊料。使用丝网印刷法涂覆空气电极组合物糊料并干燥以形成空气电极,然后烧结所得物以制备单电池。
5.密封和驱动
将密封剂放置在隔离材料与所制备的单电池之间之后,将所得物加热至780℃(密封温度),然后冷却至工作温度。
<实验例1>热膨胀系数的测量
对于每个实施例的玻璃,使用膨胀计测量平均热膨胀系数(CTE)。
<实验例2>粘合温度的测量
对于每个实施例的玻璃,使用高温粘度计测量粘度,并且测量粘度变成104dPa·s时的温度T4。
<实验例3>玻璃化转变温度和软化温度的测量
对于根据每个实施例制备的玻璃,使用膨胀计测量玻璃化转变温度(Tg)和软化温度(Ts)。
对根据本说明书的实施例1至4的密封剂用组合物的具体组成和所述组合物的特性进行评估的实验结果示于下表1中。
[表1]
Figure BDA0001530144190000121
*T4:粘合温度(粘度变成104dPa·s时的温度)[单位:℃]
*Tg:玻璃化转变温度[单位:℃]
*Ts:软化温度[单位:℃]
*CTE:热膨胀系数[单位:10-6/K]
<实验例4>
在使用包含有机物质粘结剂或溶剂的现有密封剂和本公开内容的密封剂的情况下测量各燃料电池的性能,并观察密封剂的粘合状态。观察结果示出于图3中。
具体地,图3的(a)示出了观察如本领域的制备方法中使用包含有机物质粘结剂或溶剂的密封剂用组合物制备的密封剂的粘合状态的结果,图3的(b)示出了观察使用根据本说明书的一个实施方案的密封剂用组合物制备的密封剂的粘合状态的结果。如图3所示,可以看出,图3的(a)中确定了由气泡产生引起的密封剂的接触失效,而图3的(b)中没有发生气泡产生的问题。

Claims (13)

1.一种固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,基于总组合物的含量,所述组合物包含12摩尔%至33摩尔%的SiO2、25摩尔%至40摩尔%的B2O3、5摩尔%至10摩尔%的P2O5、5摩尔%至11摩尔%的ZnO、5摩尔%至12摩尔%的CaO、5摩尔%至10摩尔%的BaO、大于0摩尔%且小于或等于10摩尔%的Al2O3以及大于0摩尔%且小于或等于13摩尔%的SrO;
其中所述组合物的软化温度为550℃至700℃。
2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,其CaO和ZnO的含量合计值为10摩尔%至20摩尔%。
3.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,其BaO和SrO的含量合计值为9摩尔%至18摩尔%。
4.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,其热膨胀系数值为8×10-6/K至12×10-6/K。
5.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,其在固化之后的玻璃化转变温度为450℃至600℃。
6.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,所述密封剂用组合物的粘度变成104dPa·s时的粘合温度为750℃至950℃。
7.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物,其不包含有机物质。
8.一种固体氧化物燃料电池密封剂,包含根据权利要求1至7中任一项所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物。
9.根据权利要求8所述的固体氧化物燃料电池密封剂,其不包含有机物质。
10.一种用于制备固体氧化物燃料电池的密封剂的方法,包括:
提供根据权利要求1至7中任一项所述的固体氧化物燃料电池密封剂用组合物;
使所述密封剂用组合物熔融;
通过使熔融的密封剂用组合物缓慢冷却来制备密封剂用玻璃;
通过将所述密封剂用玻璃粉碎来制备粉末;
通过将所述粉末放置在模具中并进行挤出成型来制备密封剂用产品;以及
烧结所述密封剂用产品。
11.一种固体氧化物燃料电池,包括:
固体氧化物燃料电池的单电池,所述单电池包括燃料电极、电解质和空气电极;
设置在所述燃料电池的所述单电池的上表面和下表面上的根据权利要求8所述的固体氧化物燃料电池密封剂;以及
设置在所述密封剂的上表面和下表面上的隔离件。
12.一种用于制造固体氧化物燃料电池的方法,包括:
制备固体氧化物燃料电池的单电池,所述单电池包括燃料电极、电解质和空气电极;
将根据权利要求8所述的固体氧化物燃料电池密封剂层合在所述固体氧化物燃料电池的所述单电池的上表面和下表面上;以及
加热在所述固体氧化物燃料电池的所述单电池的所述上表面和所述下表面中每一者上层合有所述密封剂的层合体。
13.根据权利要求12所述的用于制造固体氧化物燃料电池的方法,其中所述加热在750℃至850℃的范围内进行。
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