CZ20011953A3 - Kompozitní elektrody pro pevné elektrochemické součástky - Google Patents

Kompozitní elektrody pro pevné elektrochemické součástky Download PDF

Info

Publication number
CZ20011953A3
CZ20011953A3 CZ20011953A CZ20011953A CZ20011953A3 CZ 20011953 A3 CZ20011953 A3 CZ 20011953A3 CZ 20011953 A CZ20011953 A CZ 20011953A CZ 20011953 A CZ20011953 A CZ 20011953A CZ 20011953 A3 CZ20011953 A3 CZ 20011953A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
electrode
particles
electrocatalytic
phase
fuel cell
Prior art date
Application number
CZ20011953A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ301735B6 (cs
Inventor
Debabrata Ghosh
Frank Martell
Zheng Tang
Original Assignee
Global Thermoelectric Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Global Thermoelectric Inc. filed Critical Global Thermoelectric Inc.
Publication of CZ20011953A3 publication Critical patent/CZ20011953A3/cs
Publication of CZ301735B6 publication Critical patent/CZ301735B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9066—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC of metal-ceramic composites or mixtures, e.g. cermets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H01M4/8621—Porous electrodes containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8689—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Tento vynález se týká kompozitních elektrod a funkčních vrstev, na kterých probíhají elektrodové reakce, vhodných pro použití v pevných elektrochemických součástkách a zařízeních, zvláště v oxidových palivových článcích s pevným elektrolytem.
Dosavadní stav techniky
Tato přihláška vynálezu využívá prioritu prozatímních patentových přihlášek USA č. 60/158 124, podané 8. října 1999 (Solid Oxid Fuel Cell Composite Electrode), a 60/ , podané 9. září, 2000 (Improved Composite Electrodes For Solid Statě Devices), které jsou zde jako celek uvedeny jako odkaz.
V dalším textu této patentové přihlášky jsou pod svými pořadovými čísly uvedeny jako odkazy následující dokumenty:
1. Erning, J.W., Hauber, T., Stimming, U. Wippermann, K., Catalysis of electrochemical processes on solid oxide fuel cell cathodes, Journal of Power Sources 61 (1996) 205-211.
2. M. Watanabe, H. Uchida, M. Shibata, N. Mochizuki a K. Amikura, High performance catalyzed-reaction layer for medium temperature operating solid oxide fuel cells, J. Electrochem. Soc., sv. 141, (1994) 342-346.
······ · · · «« • ·· · · · ··· ······ · · · · • · · ♦ ♦ · « · · ··· ·· Β· « «· βββ
3. Sahibzada,M., Benson,S.J., Rudkin,R.A., Kilner,J.A., Pdpromoted Lao,6Sr0,4Coo,2Feo,80/ cathodes. Solid Statě Ionics 113115 (1998) 285-290.
4. M.M.Murphy, J.Van Herle, A.J. McEvoy, K. Ravindranathan Thampi, Electroless deposition of electrodes in solid oxide fuel cells, J. Electrochem. Soc., sv. 141 (1994) 30 L94-96.
5. Uchida Shin-ichi Arisaka, Masahiro Watanabe, publikace B-IN-05, 121st International Conference on Solid Statě Ionics (1999) 154-155.
Pevné elektrochemické součástky a zařízeni obvykle sestávají ze zcela hutného elektrolytu ve formě vrstev, které se nacházejí mezi tenkými elektrodovými vrstvami. Je známo, že hlavní ztráty ve většině pevných elektrochemických součástek a zařízení nastávají v elektrodách nebo na styčných plochách elektroda/elektrolyt. Minimalizace těchto ztrát má proto zásadní význam pro efektivní provoz těchto zařízení.
Oxidové palivové články s pevným elektrolytem (solid oxide fuel cells - SOFC) jsou teoreticky zařízeními schopnými velmi účinně přeměňovat jeden druh energie ve druhý, u kterých existuje možnost, aby se staly prakticky použitelnými pro různé účely. SOFC je pevný elektrochemický článek, obsahující pevný, pro plyny nepropustný elektrolyt, ve formě vrstev mezi porézní katodou a porézní anodou. Přes katodu je transportován plynný kyslík na její styčnou plochu s elektrolytem, kde je redukován na ionty kyslíku, které migrují elektrolytem k anodě. Na anodě reagují ionty kyslíku s palivem jako je vodík nebo methan a uvolňují elektrony. Elektrony putují vnějším okruhem zpět ke katodě za vzniku elektrického proudu.
Konstrukce běžných SOFC elektrod jsou dobře známy. Elektrody jsou často konstruovány jako kompozity elektronově vodivého materiálu a iontově vodivého materiálu. Anoda může například sestávat z elektronově vodivého niklu (Ni) a iontově vodivého ytriem stabilizovaného zirkonia (yttria stabilized zirconia 3 • ·· «a·* · » ♦ ······ · · · * ·« · · ·4·· ··· toto toto · ·····
YSZ), zatímco materiálem katody může být perovskit, jako například Lai-xSrxMnO3-d(LSM) , jako elektronově vodivý materiál a YSZ jako iontový vodič.
Běžné SOFC vykazují vysoký výkon při provozních teplotách 1000°C. Nevýhodou takových vysokých provozních teplot je však fyzikální nebo chemická degradace jejich konstrukčních materiálů. Proto je třeba snížit provozní teplotu SOFC na středné vysokou teplotu blízkou 700 °C. Při těchto středních teplotách se však významně snižují rychlosti elktrodových reakcí. Snahy o zvýšeni elektrodové reaktivity při nižších teplotách se v dosavadním stavu techniky zaměřovaly na optimalizaci mikrostruktury elektrod a na použití katalytických materiálů do struktury elektrod.
Je dobře známo, že je možno elektrochemický proces na elektrodách palivového článku usnadnit vytvořením aktivovaného povrchu pomocí katalyzátoru. Jako katalyzátor na anodové straně je obvykle použit pro oxidaci paliva nikl. Na katodové straně jsou obvykle v SOFCs použity keramické katodové materiály, které mají vysokou aktivační energii pro redukci kyslíku, jako jsou perovskity. Aktivační energie redukce kyslíku může být snížena přidáním vzácných kovů jako Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Ru a jiných kovů nebo slitin kovů skupiny Pt. V publikaci, jejímiž autory jsou Eming a kol. [1], je popsáno, že přidání vysoce dispergovaných vzácných kovů (<= 0,1 mg/cm3) snižuje aktivační energii redukce kyslíku na katodě SOFC. M. Watanabe [2] rovněž zjistil, že anodový polarizační odpor a jeho aktivační energii je možno výrazně snížit použitím nepatrného množství takových katalyzátorů jako Ru, Rh nebo Pt na samariem legovanou ceriocou (SDC) anodu. Výrazný depolarizační efekt byl rovněž pozorován u Pt-katalyzovné LSM katody, zvláště při vysokých proudových hustotách. Sahibzada a spoluautoři [3] před nedávném popsali, že LSCF elektrody impregnované malým množstvím Pd vykazovaly třikrát až čtyřikrát nižší katodovou impedanci v roz4 ·· ··· ♦ · ·· · ·Φ ·· · mezi teplot 400 až 750°C. Celkový odpor článku se při 650 °C snížil o 15% a při 550 °C o 40%.
Z ekonomických důvodů jsou katalyzátory na bázi vzácných kovů, katalyzující elektrochemické procesy na elektrodách, používány ve velmi malých množstvích. Těmito katalyzátory jsou obvykle filtraci nebo chemickým postupem impregnovány póry elektrody. Po impregnaci často následuje navázání, při kterém je na částečky opatřené povlakem aplikována látka, která je schopna katalyzátor vázat, a tak poskytovat pevné a trvalé spojení povlaku se základním materiálem. Běžné způsoby impregnace porézních elektrod jsou popsány v patentech USA č. 3 097 115; 3 097 974; 3 171 757 a 3 309 231.
Katalyzátory mohou být rovněž aplikovány obvyklými neelektrochemickými způsoby vytváření povlaků, používanými pro Ni, Pd a Ag [4] a dále výměnným pokovováním, popsaným v patentu USA č. 3 787 244. Při tomto procesu se kyselý pokovovací roztok, obsahující soli příslušného vzácného kovu, který je použit jako katalyzátor, protlačován póry substrátu niklové elektrody a ionty vzácného kovu pocházející z rozpuštěné soli nahrazují tenkou vrstvu niklu na vnitřním povrchu pórů.
Je znám [1] způsob vytváření vysoce dispergovaných vrstev katalyzátoru z vodných roztoků solí Pt, Pd, Ir nebo Ru s množstvími těchto kovů nižšími než 0,1 mg/cm2. Několik kapek těchto roztoků se aplikuje na povrch elektrolytu. Po vysušení se bud’ tyto soli redukují na kov zahříváním ve vodíkové atmosféře (Pt a Pd), nebo se oxidují zahříváním na vzduchu (Ir a Ru). Před nedávném aplikovali Uchida a spolupracovníci [5] katalyzátory na bázi vzácných kovů jak na anodu, tak na katodu, a dosáhli tím podstatně nižšího přechodového ohmického odporu.
Singheiser (EP 424813) popisuje vrstvu tvořenou intermetalickou sloučeninou (0,5 až 5 pm) , obsahující 2 až 70 hmotn.% vzácného kovu jako Pt, Ag nebo Pd, umístěnou mezi elektrolytem a elektrodami, nebo elektricky spojující dva palivové články.
» 4 • 4 4 ·4
4
Tento palivový článek může být provozován při nižší teplotě v důsledku vyšší vodivosti elektrod.
Vzhledem k ceně vzácných kovů je použití těchto kovy v SOFC elektrodách dosud ve většině případů omezeno na katalyzátory v nich obsažené. V nedávné době se vedle toho začala projevovat snaha o použití velmi jemných částeček katalyzátoru pro maximalizaci plochy tři fázových rozhraní mezi katalyzátorem, plynnou fází a elektrolytem. Katalyzátor je používán jako velmi tenká vrstva na rozhraní elektrolyt/elektroda nebo je dispergován uvnitř elektrody.
Podle patentu USA č. 5 543 239, autoři Virkar a kol., je elektrokatalyzátor součástí mikrostruktury elektrody, což údajně zlepšuje výkonnost příslušné pevné elektrochemické součástky nebo zařízení v důsledku současného katalytického působení a zlepšení elektrické vodivosti. Podle tohoto vynálezu je uvnitř hutného substrátu elektrolytu použit porézní iontový vodič. Do porézní matrice je potom zaveden elektrokatalyzátor za vzniku elektricky vodivého systému s vysokou délkou hraniční linie styku tří fází. Výsledkem je použiti elektrokatalyzátoru ve formě tenké vrstvy malých částeček na povrchu iontového vodiče.
Elektroda, kterou popisuje Virkar a spojlupracovníci, však neřeší problém nestability elektrod. Je známo, že dokonce i při středních provozních teplotách SOFC, nastává u vzácných kovů ztráta odpařováním. Podle Thomson-Freundlichovy (Kelvinovy) rovnice, je důležitým aspektem, že rozdíl tlaku par napříč zakřiveným povrchem se zvyšuje v místech vysokého zakřiveni povrchu. Čím menší je tedy velikost částeček, tím vyšší je tlak par. Toto může způsobovat výrazné ztráty odpařováním u malých částeček vzácných kovů i při provozních teplotách SOFC.
Navíc vyšší tlak par na povrchu částečky a nižší tlak par na styku dvou částeček způsobuje, že u menších částeček dochází daleko snadněji k jejich aglomereaci. Mikrostruktura elektrody obsahující submikronové částečky vzácného kovu (<0,5 pm) • ·φ · ··« «» ·· φ φ· ·· není stabilní při středních až vysokých provozních teplotách SOFO, a zvláště prochází-li elektrodou vysoký proud.
Tenká elektronově vodivá vrstva elektrody má dále vysoký ohmický odpor, který omezuje hustotu vývinu energie dosažitelnou u této elektrody. Z křivek proud-napětí uvedených v patentu, jehož autory jsou Virkar a spolupracovnici vyplývá, že proud je pro Pt/YSZ a LSM/YSZ katody, které jsou předmětem tohoto patentu, omezen na 0,5 A/cm2.
Vzniká tedy potřeba kompozitní elektrody, která by zmírňovala omezeni dosavadního stavu techniky a umožňovala vyšší výkonnost pevných elektrochemických součástek nebo zařízení, zvláště oxidových palivových článků s pevným elektrolytem.
Seznam obrázků na výkrese
Nyní budou popsána jednotlivá provedení tohoto vynálezu s odkazem na připojené obrázky.
Obr. 1 je schematickým znázorněním průřezu katodou podle jednoho provedení tohoto vynálezu.
Obr. 2 je mikrofotografie řezu katodou podle jednoho provedení tohoto vynálezu, získaná pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu.
Obr. 3 je diagram charakteristik I-V palivového článku podle tohoto vynálezu.
Obr. 4 je mikrofotografie řezu katodou podle jiného provedení tohoto vynálezu, získaná pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu (zvětšení 5000x).
Obr. 5 je mikrofotografie řezu katodou podle alternativního provedení tohoto vynálezu, získaná pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu.
♦ ♦ η ····*· · * / 9·· ·· 9 99 999
Obr. 6 je schematické znázornění proudu procházejícího katodou a vodivou elektrodou.
Obr. 7 je diagram charakteristik I-V alternativního provedení palivového článku podle tohoto vynálezu.
Obr. 8 je diagram charakteristik jednoho provedení sloupce patnácti palivových článků.
Obr. 9 znázorňuje vliv změn koncentrace vzácného kovu na hustotu vývinu energie při různých teplotách.
Podstata vynálezu
Stručný popis vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je elektroda se zlepšenou mikrostrukturou, s vysokou hustotou aktivních míst elektrochemických reakcí mezi elektrolytem a elektrodou, obsahující jako inherentní součást elektrokatalytické materiály jako jsou vzácné kovy. Zlepšená mikrostruktura této elektrody může rovněž způsobovat dlouhodobou strukturní stabilitu příslušného článku v důsledku snížení tendence k aglomeraci částeček katalyzátoru na bázi vzácného kovu a jeho ztrát odpařováním. Tato elektroda může být použita jako součást jakéhokoliv pevné elektrochemické součástky nebo zařízení, jako jsou kyslíková čerpadla, membrány a senzory, baterie článků, nebo oxidové palivové články s pevným elektrolytem. Elektroda podle tohoto vynálezu může být buď katoda nebo anoda.
Podle jednoho aspektu tohoto vynálezu je předmětem tohoto vynálezu díl formující elektrodu pevné elektrochemické součástky nebo zařízeni, přičemž zmíněná elektroda je spojena s vrstvou hutného elektrolytu a je tvořena porézní trojrozměrnou pevnou fází obsahující:
• ·· · · φ φ φ φ • · · φ · φ φ
Φ·φ φφ φφ φ φφ φφφ (a) elektrokatalytickou fázi, obsahující větší množství elektrokatalytických částeček;
(b) iontově vodivou fázi, obsahující větší množství iontově vodivých částeček;
přičemž zmíněná elektrokatalyticky vodivá fáze a iontově vodivá fáze se navzájem pronikají a přičemž střední velikost zmíněných elektrokatalytických částeček je v podstatě stejná nebo větší, než střední velikost zmíněných iontově vodivých částeček.
Elektroda podle tohoto vynálezu je zhotovována míšením keramických iontově vodivých částeček a částeček elektrokatalyzátoru ze vzácného kovu za vzniku kompozitní elektrody, která je potom aplikována na substrát hutného elektrolytu pomocí sítotisku nebo jinou známou metodou.
Mikrostruktura takto připravené elektrody je vysoce porézní a mimo jiné obsahuje velmi dlouhé stykové linie tří fází, přímé iontově vodivé kanály z katalytických míst do elektrolytu a přímé elektronově vodivé kanály napříč elektrodou ke katalytickým místům. Částečky elektrokatalyzátoru jsou s výhodou tvořeny vzácným kovem a jsou s výhodou větší než iontově vodivé částečky, což má ten důsledek pro strukturu elektrody, že iontově vodivé částečky navzájem spojují povrchy částeček tvořených vzácným kovem. Relativně velká velikost částeček snižuje ztráty odpařováním při zvýšených teplotách, přičemž nahromadění částeček iontově vodivého materiálu snižuje aglomeraci částeček vzácného kovu, nebo jejich aglomeraci zabraňuje.
V jednom provedení jsou iontově vodivými částečkami keramické částečky, kterými mohou s výhodou být částečky ytriem stabilizovaného zirkonia, přičemž částečkami vzácného kovu mohou být částečky paladia. Odborníkům v dané oblasti jsou známy i jiné materiály, které mohou působit jako iontově vodivé částečky nebo jako elektrokatalytické částečky.
V jednom provedení se tento vynález může týká elektrody tvořené a) funkční vrstvou elektrody pro použití v pevných • · · · ·· ·· * elektrochemických součástkách nebo zařízeních, přičemž tato vrstva má porézní trojrozměrnou strukturu, tvořenou navzájem spojenými částečkami elektrokatalytického materiálu a navzájem spojenými částečkami iontového vodiče, a přičemž střední velikost elektrokatalytických částeček je přibližně stejná nebo větší, než střední velikost iontově vodivých částeček; a b) elektrodovou vrstvou s vodivostí delšího rozsahu, která se nachází na vrchní části funkční vrstvy. V plochém SOFC, znamená vodivost delšího rozsahu vodivost v horizontálním směru mezi žebry spojovací destičky, na rozdíl od vodivosti kratšího rozsahu ve vertikálním směru napříč funkční vrstvy. Vodivá vrstva může obsahovat elektronově vodivé oxidy kovů, jako je směsný oxid lanthanito-kobaltitý.
Podle jiného aspektu je předmětem tohoto vynálezu pevná elektrochemická součástka nebo zařízení sestávající z porézní anody, hutného elektrolytu a katody z materiálu s porézní trojrozměrnou strukturou tvořenou navzájem spojenými částečkami elektrokatalytického materiálu a navzájem spojenými částečky iontového vodiče, přičemž střední velikost částeček elektrokatalyzátoru je větší než střední velikost iontově vodivých částeček. Pevnou elektrochemickou součástkou nebo zařízením může být palivový článek s pevným elektrolytem.
Podle jiného aspektu tohoto vynálezu je předmětem tohoto vynález způsob přípravy elektrody pro použiti v pevných elektrochemických součástkách nebo zařízeních s elektrolytovou vrstvou s hutným elektrolytem, zahrnující tyto kroky:
a) míšení elektrokatalytických částeček s iontově vodivými částečkami, přičemž střední velikost elektrokatalytických částeček je podstatně stejná to nebo větší než střední velikost iontově vodivých částeček; a
b) vytvoření porézní trojrozměrné struktury vázáné na vrstvu hutného elektrolytu, přičemž tato struktura je tvořena navzájem spojenými částečkami vzácného kovu a navzájem spojenými částečkami iontového vodiče.
• * • · · ♦ ♦ · · e ··· ♦· ·< φ ·Φ ···
V jednom z provedení, může být dále použita polovodivá vrstva oxidu kovu, která však není pevně spojena s elektrodou. Oxidem kovu může být směsný oxid lanthanito-kobaltitý.
Podrobný popis vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je kompozitní elektroda pro použiti v palivovém článku s pevným elektrolytem a způsob přípravy této elektrody. V popisu tohoto vynálezu mají všechny termíny, které nejsou v tomto dokumentu definovány, jejich obvyklý význam.
A. Definice
Pro účely tohoto dokumentu, znamená termín elektrokatalyzátor materiál, který je elektronově vodivý a zároveň je katalyzátorem elektrodových reakcí. Materiálem elektrokatalyzátoru mohou být vzácné kovy a některé oxidy kovů.
Pro účely tohoto dokumentu znamená termín vzácný kov kovy a slitiny, kterými jsou nebo které obsahují stříbro, zlato, iridium, osmium, paladium, ruthenium, rhodium a platinu.
Pro účely tohoto dokumentu, znamená zkratka LC nebo termín směsný oxid lanthanito-kobaltitý látku souhrnného vzorce LaCoO3.
B. Popis
Jak je zřejmé z obr. 1, je v jednom provedení porézní kompozitní elektroda 10 vázána na elektrolyt 12. Kompozitní elektroda je tvořena částečkami vzácného kovu s elektrokatalytickými účinky 14, a iontově vodivých keramických částeček 16, které jsou bezprostředně vázány na elektrolyt 12. Keramické částečky se spojuji za vzniku dráhy iontové vodivos• · » · ·« · «· ·♦ « ♦* ti I z elektrolytu 12 k elektrochemicky aktivním místům 18. Kovová fáze vytváří dráhy elektronové vodivosti E elektrodou 10 ke kontaktní pastě (není znázorněna), a katodový elektronicky vodivý pás (není znázorněn). Elektrochemicky aktivní oblast je totožná s hraniční linií tři fází 18, která probíhá podél rozhraní fáze tvořené póry obsahujícími plyn, keramické fáze 16 a fáze vzácného kovu 14. Obecně se předpokládá, že elektrodové reakce v podstatě probíhají na tomto rozhraní, kde se setkávají tři fáze (plyn, elektrokatalyzátorový vodič a iontový vodič).
Kompozitní elektroda podle tohoto vynálezu může tedy poskytovat více míst elektrodových reakcí a tím snižovat ztráty způsobené přepětím. Přítomnost vzácných kovů s katalytickými účinky v elektrochemicky aktivních místech 18 dále snižuje aktivační energie elektrodových reakcí.
Keramickou iontově vodivou fází v kompozitní elektrodě může být jakýkoliv známý iontový vodič, jako je například ytriem stabilizovaný zirkon (YSZ). V preferovaném provedení je keramickou fází s výhodou tentýž materiál jako elektrolyt, takže styčná plocha mezi keramickou fází a elektrolytem je chemicky stabilní a existuje dobrá shoda tepelných vlastností mezi oběma materiály.
Elektrokatalytickou fázi může být jakýkoliv vzácný kov nebo slitina vzácného kovu. Všechny tyto kovy mají katalytický vliv na redukci kyslíku a jsou dobrými elektronovými vodiči. V preferovaném provedení se používá paladium, protože jeho koeficient tepelné roztažnosti je podobný koeficientu tepelné roztažnosti YSZ, který může být použit jako elektrolyt a v keramické fázi. V důsledku toho použití paladia a YSZ v preferované kompozitní elektrodě podle tohoto vynálezu poskytuje dobrou tepelnou stabilitu i v případech, kdy je elektroda vystavena stálým tepelným změnám.
Poměr vzácného kovu a keramické iontově vodivé fáze může být proměnlivý. Pokud se však objemová koncentrace jedné fáze • · • ·
- 12 sníží příliš, nemusí dojít k vytvoření kontinuálních kanálů v této fázi při formování elektrody. Je výhodné, aby byly přítomny kontinuální iontově vodivé kanály, elektronově vodivé kanálů a porézní kanály procházející napříč celé tloušťky kompozitní elektrody.
Elektronově vodivé kanály snižují ohmický odpor článku. Elektronová vodivost kompozitní elektrody může být zvýšena zvýšením velikosti částeček vzácných kovů a zvýšením objemové koncentrace kovové fáze. Zvyšování velikosti částeček však snižuje katalytický vliv elektrokatalyzátoru. Iontová vodivost může být zvýšena snižováním velikosti částeček keramického materiálu a zvýšením objemové koncentrace keramické fáze. Delší rozhraní tří fází je však vytvářeno použitím menších částeček jak keramické, tak kovové fáze.
Jak je zřejmé z obrázků, je důsledkem skutečnosti, že keramické částečky jsou s výhodou menší než částečky kovu skutečnost, že keramické částečky 16 částečně překrývají částečky vzácného kovu 14. Toto snížení velikosti povrchu kovové fáze vede ke snížení ztrát odpařováním vzácných kovů při zvýšených provozních teplotách. Keramické částečky 16 mají navíc tendenci se vklínit mezi dvě sousední kovové částečky 14, což je efekt nazývaný grain boundary pinning, který zabraňuje vzájemné aglomeraci částeček vzácného kovu. To umožňuje zvýšit stabilitu struktury elektrody, styčné plochy elektroda/elektrolyt a rozhraní tří fází.
V jednom provedení znázorněném na obr. 1, jsou objemy plynové fáze, kovové fáze a keramické fáze přibližně stejné. Velikost částeček kovu je však přibližně pěti- až desetinásobná ve srovnání s velikostí keramických částeček. Vznikající mikrostruktura je znázorněna na obr. 1 a na obr. 2. Jak je zřejmé, vytvářejí keramické částečky kontinuální iontově vodivé kanály ve formě řetězců vedoucích k elektrolytu od rozhraní tří fází, částečky kovu se spojuji za vzniku souvislých elektronově vodivých kanálů mezi rozhraním tří fází a vodivou ··· ··· ·· ··· ·· ·· · ·· vrstvou katody. Vysoce porézní struktura v kombinaci se vzájemně propletenými iontově vodivými kanály a elektronově vodivými kanály vytváří enormně velké rozhraní tří fází.
Jedním z charakteristických rysů tohoto vynálezu je poměr velikostí částeček kovu a keramických částeček. Částečky kovu jsou s výhodou větší než keramické částečky, výhodněji dvakrát až desetkrát větší než tyto částečky. V důsledku tohoto rozdílu velikostí mají keramické částečky tendenci aglomerovat na částečkách kovu ve formě souvislých pásů. Jak již bylo uvedeno keramické částečky aglomerují zvláště v oblastech styku sousedních částeček kovu. Takto vytvořená struktura nejenom zvyšuje rozhraní tří fází v katodě, ale rovněž snižuje aglomeraci částeček kovu a snižuje ztráty kovu způsobené odpařováním.
Elektroda podle tohoto vynálezu může být aplikována na substrát elektrolyt/anoda pomocí dobře známých technik jako je sítotisk; nanášeni pásků, iiapaLuvání nebo sprejovam.
vanou metodou je sítotisk za použití pasty obsahující vhodné pojivo, vhodné rozpouštědlo, částečky vzácného kovu a iontově vodivé částečky. Povaha a způsob použití pojivá a rozpouštědla jsou odborníkům v dané oblasti dobře známy.
V alternativním provedení tohoto vynálezu je porézní kompo zitní funkční vrstva katody z porézního kompozitu 110 na znázorněna obr. 4 a 5 spojená s elektrolytem 112. Kompozitní funkční vrstva 110 je tvořena elektronově vodivými a katalyticky účinnými částečkami vzácného kovu 114 a z iontově vodivých keramických částeček 116, které jsou vázány bezprostředně na elektrolyt 112. Vrchní funkční vrstva 110, obsahující katalyticky aktivní částečky vzácného kovu 114 a iontově vodivé keramické částečky 116 je vysoce elektronově vodivou vrstvou 112. V jednom provedení je elektronově vodivá vrstva 120 zhotovena z LC materiálu. Jinými vhodnými materiály pro použiti v oxidačním prostředí jsou mimo jiné LSM (LaSrMnCh), nebo jiné elektronově vodivé oxidy kovů.
• · ·
··· ··
V jednom provedeni obsahuje funkční vrstva 110 částečky vzácného kovu o průměru asi 1 pm a její tloušťka je 1 až 5 pm, je tedy rovna průměru jedné až pěti částeček. Tím se získá vrstva s dobrou vertikální elektronovou vodivostí na kratší vzdálenosti, protože se výrazně zvyšuje pravděpodobnost vytvořeni elektronicky vodivé dráhy mezi elektrolytem a LC vrstvou 120, tvořené částečkami vzácného kovu, oproti podobným případům známým z dosavadního stavu techniky, ve kterých jsou používány tlustší vrstvy a stejná množství vzácných kovů. Keramické částečky jsou s výhodou menši než částečky kovu a jejich průměry mohou v rozmezí 0,1 až 0,2 pm.
V jednom z provedení sestává elektrodová vrstva 10 nebo funkční vrstva obsahující vzácný kov 110 z 50% elektrokatalytických částeček a z 50% iontově vodivých částeček jejichž porozita je asi 33% celkového objemu. Vyjádřeno jinými slovy,
třetinu iontově vodivých částeček, jednu třetinu elektrokatalytických částeček a jednu třetinu objemu elektrody tvoří póry. Je-li v tomto dokumentu zmiňována objemová koncentrace elektrokatalytické fáze, vztahují se tyto údaje k objemu pevné fáze. Objemová koncentrace elektrokatalyzátoru se může pohybovat v rozmezí 1,0 až 95% objemu pevné fáze elektrody, s výhodou v rozmezí 20 až 60%, v závislosti na požadavcích týkajících se ceny, výkonnosti na jeden článek, nebo jiných faktorů. Objem, který v elektrodě zaujímají póry, je s výhodou 30%, resp. jedna třetina, porozita elektrody však může být vyšší nebo nižší.
Je-li elektrokatalyzátorem vzácný kov, objemová koncentrace tohoto vzácného kovu potřebná k tomu, aby se dosáhlo žádaného poměru mezi cenou a výkonností, může být v rozmezí 1 až 50%. Jak je zřejmé z obr. 9, výkonnost článků s obsahem vzácného kovu ve funkční vrstvě 110 vyšším než 50% se nezvyšuje, a je tedy zvyšování ceny v důsledku použití dalšího vzácného kovu nežádoucí. Je-li požadována nejvyšší výkonnost, je obsah vzácného kovu výhodou blízký 50%. V případě, že se je žádoucí do• · • · ···
Φ· «· * ·· *· · sáhnout kompromisu mezi výkonností a cenou, je obsah vzácného kovu s výhodou blízký 5%. Výkonnost článku se při sníženi obsahu vzácného kovu ke hranici 1 % snižuje, toto snížení výkonnosti však může být kompenzováno sníženou výrobní cenou článku.
V provedení, ve kterém je vrstva vzácného kovu tenčí, než přibližně 5 pm, a je-li koncentrace vzácného kovu nižší než 30 objem.%, je vzhledem k distribuci částeček vzácného kovu vertikální vodivost (vyznačená šipkou v obr. 6) příznivější, než horizontální vodivost na delší vzdálenosti (Η). V tomto případě může nastat situace, že není dostatek částeček kovu pro vytvoření souvislých dlouhých vodivých drah (H), které by sloužily k přenosu náboje mezi relativně vzdálenými žebry 130 spojovací destičky 132. Aby se tato obtíž překonala, nanese se elektroda 120 z elektronově vodivého materiál na funkční vrstvu 110»Tlouštíks. této vodivé doktirody 120 rnúžo tyt s výhodou 15 až 20 μη nejsou však vyločeny tloušťky v rozmezí 3 až 100 pm. Materiálem vodivé elektrody nebo LC vrstvy 120 je s výhodou směsný oxid lanthanito-kobaltitý (LaCoCb)/ který má v oxidačním prostředí velmi dobrou elektronovou vodivost, mohou však být použity i jiné vhodné vodivé materiály.
LC vrstva se s výhodou nevypaluje před složením do sloupů, aby se zabránilo její aglomeraci. Jakmile je LC vrstva aglomerována, její koeficient tepelné roztažnosti je přibližně dvakrát vyšší, než koeficient roztažnosti ostatních složek palivového článku, což přináší problémy při zatavování a lepení. Při vysokých teplotách aglomerace může LC rovněž chemicky reagovat s YSZ a vytvářet nežádoucí fázi. Z tohoto důvodu se LC vrstva s výhodou před jejím použitím ve sloupci palivových článků neaglomeruje.
Kombinace tenčích funkčních vrstev obsahujících vzácné kovy 110 s elektronově vodivou LC vrstvou 120, vyznačující se vodivostí na delší vzdálenosti umožňuje zhotovení palivového článku se zlepšenou výkonnosti, ve srovnání s palivovými člán• ♦ « « • · ♦ 0 · · 0 ** 9 99 999 ho článku se zlepšenou výkonností, ve srovnání s palivovými články známými z dosavadního stavu techniky, u kterých lze dosáhnout hustot vývinu energie kolem 1,2 W/cm2, jak je zřejmé z obr. 9.
Následující příklady jsou určeny k ilustraci, nikoli však k omezení předmětu tohoto vynálezu .
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Tento příklad popisuje způsob přípravy Pd a YSZ kompozitní oxidový palivový
Článek iw anudové bázi s pevným elektrolytem. Příprava katody je schematicky znázorněna na obr. 1, Mikrofotografie katody, připravené způsobem podle tohoto příkladu, pořízená pomocí rastrovací elektronové mikroskopie, je znázorněna na obr. 2.
Kompozitní katodová pasta pro nanášení pomocí sítotisku byla připravena smísením stejných objemů dobře dispergovaných částeček Pd a ytriem stabilizovaného zirkonia (8YSZ) v aterpineolu o koncentraci 8 molárních procent. Bylo přidáno účinné množství ethylcelulózového pojivá. Velikost částeček Pd byla v rozmezí 0,5 až 2 pm, při střední velikosti těchto částeček kolem 1 pm, velikost částeček 8ΥΞΖ byla v rozmezí 0,1 až 0,2 pm při jejich střední velikosti kolem 0,17 pm. Substrát (ve formě čtverce o straně 100 mm) sestával ze zcela hutného 8YSZ elektrolytu (o tloušťce 10 pm) na porézní NÍO-8YS2 anodě (o tloušťce 1 mm). Katodová pasta byla nanesena pomocí sítotisku na elektrolytovou stranu substrátu. Základové tisky měly tvar čtverce o straně 90 mm. Tyto tisky byly sušeny v sušárně při 60 až 80°C, a potom vypalovány při 1300°C na vzduchu po , · • ·· ··» * * · ··· ·· · · ·· · dobu 2 hodin. Tloušťka kompozitní katody po vypalování byla 5 až 10 pm. Vzniklá pevná fáze byla složena z 50 objem.% Pd a z 50 objem.% YSZ s přibližně 33 % porositou.
Srovnáni takto připraveného katodového článku Pd/8YSZ s podobným článkem s běžnou perovskitovou katodou (LSM) ukázalo, že článek s Pd/BYSZ katodou měl daleko lepši výkonnost. Patnáctičlánkový sloupec s články s touto kompozitní katodou byl testován při 750°C, a se směsí vodík/argon (50/50) jako palivem dosáhl výkonu 750 W. Experimenty s přerušovaným proudem ukázaly, že zlepšení vyplývalo jak z nižšího ohmického odporu na katodě v důsledku vodivosti sítě tvořené částečkami paladia, tak nižšími ztrátami způsobovanými přepětím v důsledku zvětšení elektrochemicky aktivní oblasti (rozhraní tří fází) a katalytický aktivní oblasti (povrchu paladia).
Na obr. 3 jsou znázorněny charakteristiky I-V jednoho palivového článku s touto elektrodou za provozních teplot 600 až 900°C.
Příklad 2
Tento příklad popisuje způsob přípravy Pd a YSZ a LC kompozitní katody pro oxidový palivový článek na anodové bázi s pevným elektrolytem. Mikrofotografie katody připravené způsobem podle tohoto přikladu, pořízená pomocí rastrovací elektronové mikroskopie, je znázorněna na obr. 2.
Kompozitní katodová pasta pro nanášení pomocí sítotisku byla připravena smísením takových objemů dobře dispergovaných částeček Pd a 8YSZ v α-terpineolu, aby se dosáhlo složení pevné fáze 5%Pd/95%8YSZ. Bylo přidáno účinné množství ethylcelulózového pojivá. Velikost částeček Pd byla v rozmezí 0,5 až 2 μιη, při střední velikosti těchto částeček kolem 1 pm, velikost částeček 8YSZ byla v rozmezí 0,1 až 0,2 μιη při jejich střední velikosti kolem 0,17 pm. Substrát (ve formě čtverce o ···*··· ··· · • · · ··· ·*· ··· ·· ·· · ·· «·· straně 100 mm) sestával ze zcela hutného 8YSZ elektrolytu (o tloušťce 10 pm) na porézní NÍO-8YS2 anodě (o tloušťce 1 mm) . Katodová pasta pro vytvářeni funkční vrstvy byla nanesena pomocí sítotisku na elektrolytovou stranu substrátu. Základové tisky měly tvar čtverce o straně 90 mm. Tyto tisky byly sušeny v sušárně při 60 až 80°C, a potom vypalovány při 1300°C na vzduchu po dobu 1 hodiny. Tloušťka kompozitní katody po vypalování byla 1 až 3 pm. Na vrchní část funkční vrstvy byla sí totiskem nanesena LC vrstva v tloušťce kolem 3 pm, nebyla však aglomerována. Jakmile byl článek zahřát na provozní teplotu 800°C, došlo k dostatečnému spojení LC prášku na funkční vrstvu .
Obr. 7 ilustruje I-V charakteristiky I-V jednoho palivového článku s touto elektrodou za provozních teplot 600 až 900°C.
Obr. 8 ilustruje I-V výkonnost patnáctičlánkového sloupce tlmtO provedením katody.
Příklad 3
Kompozitní katoda byla nanesena sítotiskem podobným způsobem jako ve shora uvedeném příkladu 2, její tloušťka však byla 10 pm. LC vrstva byla rovněž nanesena sítotiskem na vrchní část funkční vrstvy, ale v tloušťce vyšší než 30 pm. Mikrofotografie řezu takto připravené katody získané pomocí rastrovací elektronové mikroskopie jsou uvedeny na obr. 5.
Příklad 4
Obr. 9 je znázorněním vlivu hustoty vývinu energie (W/cm2 při 0,7V) při různých poměrech paladium v rozmezí 0 až objem.% pevné fáze. Je zřejmé, že maximální výkonnosti se • · · · · · * * * ♦ ♦· «* ·♦ · ·· ··· dosahuje při 50 objem.% Pd. Značného výkon je však dosahováno i s nízkým obsahem Pd, rovným 5 objem.%.
Odborníkům v dané oblasti je zřejmé, že mohou být prováděny úpravy a modifikace zde popsaného vynálezu, aniž by došlo k odchýleni od předmětu tohoto vynálezu.

Claims (40)

1. Část pevné elektrochemické součástky nebo zařízeni, která je elektrodou této součástky nebo zařízení, vyznačující se tím, že tato elektroda je vázána na hutnou elektrolytovou vrstvu a je tvořena porézní trojrozměrnou pevnou fází která obsahuje:
(a) elektrokatalytickou fázi obsahující větší množství elektrokatalytických částeček a (b) iontově vodivou fází obsahující větší množství iontově vodivých částeček, přičemž zmíněná elektrokatalytická fáze a zmíněná iontově vodivá fáze se navzájem pronikají a přičemž střední velikost
A λΑκλΙ/οΑ 1 ul· Ί r-1 L· x'r ln
V.J.OJÍOJ. L-U-L v
J S
S te j Πα.
nebo větší, než střední velikost zmíněných iontově vodivých částeček.
2. Elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněná pevná fáze zmíněné elektrody obsahuje 1 až 95 objem.% elektrokatalytické fáze.
3. Elektroda podle nároku 2, vyznačující se tím, že zmíněná pevná fáze zmíněné elektrody obsahuje 1 až 50 objem.% elektrokatalytické fáze.
4. Elektroda podle nároku 3, vyznačující se tím, že zmíněná pevná fáze zmíněné elektrody obsahuje
5 objem.% elektrokatalytické fáze.
5. Elektroda podle nároku 3, vyznačující se tím, že zmíněná pevná fáze zmíněné elektrody obsahuje
30 objem.% elektrokatalytické fáze.
• ·· · ♦ · φ φ φ φ φ φ φ · φ φ • · · · · φ φφφ φφ φ φφ φφ φ φ· φφφ
6. Elektroda podle nároku 3, vyznačující se tím, že zmíněná pevná fáze zmíněné elektrody obsahuje
50 objem.% elektrokatalytické fáze.
7. Elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že střední velikost zmíněných elektrokatalytických částečky je alespoň dvojnásobná ve srovnání se střední velikostí zmíněných iontově vodivých částeček.
8. Elektroda podle nároku 7, vyznačující se tím, že střední velikost zmíněných elektrokatalytických částeček je alespoň čtyřnásobná ve srovnání se střední velikostí zmíněných iontově vodivých částeček.
9. Elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněnou elektrodou je katoda, tvořící část pevného palivového článku s elektrolytovou vrstvou a anodovou vrstvou.
10. Elektroda podle nároku 9, vyznačující se tím, že tloušťka zmíněné katody je nižší než 10 pm.
11. Elektroda podle nároku 10, vyznačující se tím, že tloušťka zmíněné katody je nižší než 5 pm.
12. Elektroda podle nároku 11, vyznačující se tím, že tloušťka zmíněné katody je nižší než 3 pm.
13. Elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že tato elektroda má vertikální rozměr a horizontální rozměr a tím, že zmíněná elektrokatalytická fáze je elektronově vodivá ve vertikálním směru, není však elektronově vodivá v horizontálním směru.
14. Elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že její součástí je dále horizontálně elektronově vodivá vrstva, obsahující elektronově vodivý oxid kovu.
15. Elektroda podle nároku 14, vyznačující se tím, že zmíněným elektronově vodivým oxidem kovu je směsný oxid lanthanito-kobaltitý.
* ▼ W V » I·· • 00 0 0 0 0 00
00 00» 0 · 0 0 00 • 00 0 0 0 0 00 ··♦ Φ· 00 0 0«000
16. Elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněnými elektrokatalytickými částečkami jsou částečky vzácného kovu.
17. Elektroda podle nároku 16, vyznačující se tím, že zmíněným vzácným kovem je paladium.
18. Elektroda podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněnými iontově vodivými částečkami jsou částečly YSZ.
19. Pevná elektrochemická součástka nebo zařízení, sestávající z porézní anody, z hutného elektrolytu a z katody s porézní trojrozměrnou strukturou tvořené navzájem spojenými částečkami elektrokatalytického materiálu a navzájem spojenými částečkami iontového vodiče, přičemž střední velikost částeček elektrokatalyzátoru je větší než střední velikost iontově vodivých částeček.
20. Pevná elektrochemická součástka nebo zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že touto součástkou nebo zařízením je oxidový palivový článek s pevným elektrolytem.
21. Palivový článek podle nároku 20, vyznačuj icí se tím, že zmíněným elektrokatalytickým materiálem je vzácný kov.
22. Palivový článek podle nároku 21, vyznačující se tím, že zmíněným vzácným kovem je paladium.
23. Palivový článek podle nároku 20, vyznačuj ící setím, že střední velikost elektrokatalytických částeček je alespoň dvojnásobně vyšší než střední velikost částeček iontového vodiče.
24. Palivový článek podle nároku 23, vyznačuj ící se tím, že střední velikost elektrokatalytických částeček « φ je čtyřikrát až desetkrát vyšší než střední velikost částeček iontového vodiče.
25. Palivový článek podle nároku 20, vyznačuj ící se t í m, že zmíněný iontový vodič sestává z téhož iontově vodivého materiálu jako zmíněná elektrolytová vrstva.
26. Palivový článek podle nároku 25, vyznačuj ící se tím, že zmíněný elektrolyt i iontově vodivé částečky obsahují YSZ.
27. Palivový článek podle nároku 20, vyznačuj ící se tím, že tloušťka zmíněné katody je nižší než 10 pm.
28. Palivový článek podle nároku 27, vyznačuj ící setím, že tloušťka zmíněné katody je nižší než 5 pm.
29. Palivový článek podle nároku 28, vyznačuj ící se tím, že tloušťka zmíněné katody je nižší než 3 pm.
30. Palivový článek podle nároku 20, vyznačuj ící se tím, že dále obsahuje vrstvu s vodivostí delšího rozsahu, nanesenou na katodu.
31. Palivový článek podle nároku 30, vyznačuj ící se tím, že zmíněná vrstva s vodivostí delšího rozsahu obsahuje směsný oxid lanthanito-kobaltitý.
32. Palivový článek podle nároku 31, vyznačuj ící se tím, že zmíněná vrstva s vodivostí delšího rozsahu není před použitím v palivovém článku aglomerována.
33. Způsob přípravy elektrody pro použití v pevných elektrochemických součástkách nebo zařízeních s elektrolytovou vrstvou s hutným elektrolytem zahrnující tyto kroky;
c) míšení elektrokatalytických částeček s iontově vodivými částečkami, přičemž střední velikost elektrokatalytických částeček je v podstatě stejná nebo vyšší, než střední velikost iontově vodivých částeček; a • ·· · i i i —24- ·*···· »*· ··· ·· *· *· ·*·
d) vytvoření porézní trojrozměrné struktury, vázáné na vrstvu hutného elektrolytu, přičemž tato struktura je tvořena navzájem spojenými částečkami vzácného kovu a navzájem spojenými částečkami iontového vodiče.
34. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že vhodné poměry zmíněných elektrokatalytických částeček, zmíněných iontově vodivých částeček, vhodného organického pojivá a vhodného rozpouštědla se smísí za vzniku pasty, která je potom nanášena pomocí sítotisku na hutný elektrolyt.
35. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že zmíněné elektrokatalytické částečky jsou částečky vzácného kovu.
36. Způsob podle nároku 35, vyznačující se tím, že zmíněným vzácným kovem je paladium.
37. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že zmíněnými iontově vodivými částečkami jsou částečky YSZ.
38. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že součástí tohoto způsobu jsou dále kroky, ve kterých se provádí aglometrace zmíněné elektrody, po kterém následuje nanesení elektronově vodivé vrstvy s vodivostí delšího rozsahu, obsahující oxid kovu.
39. Způsob podle nároku 38, vyznačující se tím, že zmíněným oxidem kovu je směsný oxid lanthanitokobaltitý.
40. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že objem elektrokatalytických částeček v pevné fázi zmíněné elektrody je v rozmezí 1 až 50%.
CZ20011953A 1999-10-08 2000-10-06 Kompozitní elektrody pro pevné elektrochemické soucástky a zarízení CZ301735B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15812499P 1999-10-08 1999-10-08
US23154200P 2000-09-11 2000-09-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20011953A3 true CZ20011953A3 (cs) 2001-11-14
CZ301735B6 CZ301735B6 (cs) 2010-06-09

Family

ID=26854760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20011953A CZ301735B6 (cs) 1999-10-08 2000-10-06 Kompozitní elektrody pro pevné elektrochemické soucástky a zarízení

Country Status (20)

Country Link
US (2) US6420064B1 (cs)
EP (1) EP1135824B8 (cs)
JP (1) JP5336685B2 (cs)
KR (1) KR20010104686A (cs)
CN (1) CN1336016A (cs)
AT (1) ATE349777T1 (cs)
AU (1) AU769575B2 (cs)
BR (1) BR0007698A (cs)
CA (1) CA2352391C (cs)
CZ (1) CZ301735B6 (cs)
DE (1) DE60032577T2 (cs)
DK (1) DK1135824T3 (cs)
EA (1) EA004168B1 (cs)
HK (1) HK1044412A1 (cs)
HU (1) HUP0104523A3 (cs)
MX (1) MXPA01005771A (cs)
NO (1) NO20012859L (cs)
NZ (1) NZ512568A (cs)
PL (1) PL348192A1 (cs)
WO (1) WO2001028024A1 (cs)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6682842B1 (en) * 1999-07-31 2004-01-27 The Regents Of The University Of California Composite electrode/electrolyte structure
US7553573B2 (en) 1999-07-31 2009-06-30 The Regents Of The University Of California Solid state electrochemical composite
US6605316B1 (en) 1999-07-31 2003-08-12 The Regents Of The University Of California Structures and fabrication techniques for solid state electrochemical devices
DK1135824T3 (da) * 1999-10-08 2007-04-16 Versa Power Systems Ltd Kompositelektroder til elektrokemiske faststofindretninger
DE10031102C2 (de) * 2000-06-30 2003-03-06 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers, insbesondere einer Elektrode mit temperaturbeständiger Leitfähigkeit
WO2002056399A2 (en) * 2001-01-12 2002-07-18 Global Thermoelectric Inc. Redox solid oxide fuel cell
US6632554B2 (en) * 2001-04-10 2003-10-14 Hybrid Power Generation Systems, Llc High performance cathodes for solid oxide fuel cells
JP4252453B2 (ja) * 2001-09-26 2009-04-08 日本碍子株式会社 電気化学セルおよびその製造方法
JP5393538B2 (ja) * 2002-07-19 2014-01-22 株式会社フルヤ金属 固体電解質型酸素センサー及び排ガスセンサー
US7569302B2 (en) 2002-11-05 2009-08-04 Panasonic Corporation Fuel cell for generating electric power
US7014929B2 (en) * 2003-01-23 2006-03-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell
US20050003262A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Rajiv Doshi Solid-state fuel cell and related method of manufacture
JP4949834B2 (ja) * 2003-07-18 2012-06-13 ヴァーサ パワー システムズ リミテッド 燃料電池スタック
US7892698B2 (en) * 2003-07-18 2011-02-22 Versa Power Systems, Ltd. Electrically conductive fuel cell contact material
JP2005116225A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Nissan Motor Co Ltd 固体酸化物形燃料電池用電極及びその製造方法
AU2003294972A1 (en) * 2003-12-24 2005-07-21 Pirelli And C. S.P.A. Solid oxide fuel cell
US7190568B2 (en) 2004-11-16 2007-03-13 Versa Power Systems Ltd. Electrically conductive fuel cell contact materials
AU2005332026B2 (en) * 2004-11-30 2011-06-09 The Regents Of The University Of California Sealed joint structure for electrochemical device
RU2406591C2 (ru) * 2004-11-30 2010-12-20 Члены Правления Университета Калифорнии Соединение разнородных материалов
US20060275647A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-07 Caine Finnerty Textile derived solid oxide fuel cell system
US9985295B2 (en) * 2005-09-26 2018-05-29 General Electric Company Solid oxide fuel cell structures, and related compositions and processes
JP2007087868A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Tokyo Electric Power Co Inc:The 固体酸化物形燃料電池用燃料極及び固体酸化物形燃料電池用空気極並びに固体酸化物形燃料電池用セル
KR100717130B1 (ko) * 2005-09-30 2007-05-11 한국과학기술연구원 고체산화물 연료전지용 페이스트, 이를 이용한 연료극지지형 고체산화물 연료전지 및 그 제조 방법
US7864322B2 (en) 2006-03-23 2011-01-04 The Research Foundation Of State University Of New York Optical methods and systems for detecting a constituent in a gas containing oxygen in harsh environments
JP2009544502A (ja) * 2006-07-28 2009-12-17 ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア 接合された同心管
JP4919480B2 (ja) * 2006-08-02 2012-04-18 三菱マテリアル株式会社 発電セルおよびその発電セルを組み込んだ固体電解質形燃料電池
US9190669B2 (en) 2006-10-02 2015-11-17 Versa Power Systems, Ltd. Cell materials variation in SOFC stacks to address thermal gradients in all planes
US8313875B2 (en) * 2006-10-02 2012-11-20 Versa Power Systems, Ltd. High performance cathode with controlled operating temperature range
US20080299436A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 General Electric Company Composite ceramic electrolyte structure and method of forming; and related articles
CN100511788C (zh) * 2007-06-22 2009-07-08 中国科学技术大学 一种固体氧化物燃料电池复合阴极及其制备方法
JP5384496B2 (ja) * 2007-07-25 2014-01-08 ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア 高温電気化学装置用のインタロッキング組織及びその製法
CA2713330A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-13 The Regents Of The University Of California Cu-based cermet for high-temperature fuel cell
JP5335068B2 (ja) 2008-04-18 2013-11-06 ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア 電気化学装置構成及びその製法
JP4901976B2 (ja) * 2009-08-26 2012-03-21 日本碍子株式会社 接合剤
JP2014534576A (ja) 2011-10-24 2014-12-18 テクニカル・ユニヴァーシティ・オブ・デンマーク 固体酸化物形電気化学セルのための改良されたアノード／電解質構造体及び該構造体を製造する方法
KR101289095B1 (ko) * 2011-12-28 2013-07-23 주식회사 포스코 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
EP2841933A1 (en) * 2012-04-23 2015-03-04 Technical University of Denmark Sensor employing internal reference electrode
JP6131166B2 (ja) * 2012-11-22 2017-05-17 株式会社デンソー ガスセンサ用の電極及びそれを用いたガスセンサ素子
TWI482660B (zh) * 2012-12-11 2015-05-01 Ind Tech Res Inst 電極及其製備方法
EP2814100A1 (en) 2013-06-12 2014-12-17 Topsøe Fuel Cell A/S Impregnation of an electrochemical cell cathode backbone
CN103529103A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 郑龙华 氧传感器多层复合多孔电极及其制造方法
US9559366B2 (en) 2014-03-20 2017-01-31 Versa Power Systems Ltd. Systems and methods for preventing chromium contamination of solid oxide fuel cells
US10084192B2 (en) 2014-03-20 2018-09-25 Versa Power Systems, Ltd Cathode contact layer design for preventing chromium contamination of solid oxide fuel cells
KR20230164760A (ko) 2014-06-04 2023-12-04 퀀텀스케이프 배터리, 인코포레이티드 혼합 입자 크기를 가진 전극 물질
JP6842103B2 (ja) * 2015-06-15 2021-03-17 国立研究開発法人物質・材料研究機構 固体酸化物形燃料電池のアノード材料及びその製造方法、並びに固体酸化物形燃料電池
US10458027B2 (en) * 2015-10-08 2019-10-29 Low Emission Resources Corporation Electrode-supported tubular solid-oxide electrochemical cell
JP6543583B2 (ja) * 2016-02-24 2019-07-10 株式会社Ｓｏｋｅｎ ガスセンサ素子及びその製造方法
CN106252594B (zh) * 2016-09-05 2018-12-07 哈尔滨工业大学 一种具有纳米级两相共存结构的球形锂离子电池正极材料及其合成方法
DE102017203900A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Elektroden umfassend in Festkörperelektrolyten eingebrachtes Metall
JP6859926B2 (ja) * 2017-11-03 2021-04-14 株式会社デンソー 固体電解質、その製造方法、ガスセンサ
JP7135419B2 (ja) * 2018-05-11 2022-09-13 株式会社デンソー 多孔質焼結体
JP7040437B2 (ja) * 2018-12-28 2022-03-23 株式会社デンソー ガスセンサ素子及びガスセンサ
EP3960907A4 (en) 2019-04-26 2022-06-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. MEMBRANE ELECTRODE, ELECTROCHEMICAL DEVICE AND ELECTROCHEMICAL SYSTEM ASSEMBLY
US11417891B2 (en) 2019-08-23 2022-08-16 Nissan North America, Inc. Cathode including a tandem electrocatalyst and solid oxide fuel cell including the same
DE102019214915A1 (de) * 2019-09-27 2021-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Stabförmige Messelektrode für einen magnetisch-induktiven Durchflussmesser
US11791478B2 (en) 2019-10-07 2023-10-17 Tennessee Technological University Reduced-temperature sintering of spinel-type coatings and layers with metallic alloy powder precursors

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1940528A (en) * 1930-12-17 1933-12-19 Rubber Cement Products Ltd Rubber composition
US3219730A (en) 1961-06-27 1965-11-23 Inst Gas Technology Method of making fuel cell elements
NL294315A (cs) 1962-06-27 1900-01-01
DE1571978A1 (de) 1966-03-11 1971-04-01 Battelle Institut E V Metallische Anoden fuer galvanische Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit Festelektrolyt und Verfahren zu ihrer Herstellung
FR96061E (fr) * 1967-11-02 1972-05-19 Gen Electric Corps composé et procédé pour son faÇonnage, notamment utilisable comme corps électrode-électrolyte.
US3551209A (en) 1969-05-21 1970-12-29 Us Interior Formation of skeletal metal solid electrolyte fuel cell electrodes
US3787244A (en) 1970-02-02 1974-01-22 United Aircraft Corp Method of catalyzing porous electrodes by replacement plating
DE2810134A1 (de) * 1978-03-09 1979-09-20 Bosch Gmbh Robert Zirkonoxid-keramik mit feinkoernigem und thermisch stabilem gefuege sowie mit hoher thermoschockbestaendigkeit, daraus hergestellte formkoerper, verfahren zur herstellung der formkoerper und ihre verwendung
DE2852638C2 (de) * 1978-12-06 1986-01-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Gassensor mit Cermet- Elektroden
DE2904069A1 (de) * 1979-02-03 1980-08-07 Bosch Gmbh Robert Festelektrolyt fuer elektrochemische anwendungen und verfahren zur herstellung desselben
DE2911042C2 (de) * 1979-03-21 1985-10-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrochemischer Meßfühler für die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration und Verfahren zu seiner Herstellung
US4459341A (en) 1983-02-02 1984-07-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High temperature solid electrolyte fuel cell with ceramic electrodes
US4597170A (en) 1985-03-28 1986-07-01 Westinghouse Electric Corp. Method of making an electrode
US4582766A (en) 1985-03-28 1986-04-15 Westinghouse Electric Corp. High performance cermet electrodes
US5037525A (en) 1985-10-29 1991-08-06 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Composite electrodes for use in solid electrolyte devices
DE3611291A1 (de) * 1986-04-04 1987-10-15 Dornier System Gmbh Herstellung von langzeitbestaendigen sauerstoffelektroden fuer elektrolysezellen mit festelektrolyt
US4702971A (en) 1986-05-28 1987-10-27 Westinghouse Electric Corp. Sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells
US4711605A (en) 1986-05-29 1987-12-08 Rexnord Inc. Key apparatus
US4767518A (en) 1986-06-11 1988-08-30 Westinghouse Electric Corp. Cermet electrode
US5306411A (en) 1989-05-25 1994-04-26 The Standard Oil Company Solid multi-component membranes, electrochemical reactor components, electrochemical reactors and use of membranes, reactor components, and reactor for oxidation reactions
US5591315A (en) 1987-03-13 1997-01-07 The Standard Oil Company Solid-component membranes electrochemical reactor components electrochemical reactors use of membranes reactor components and reactor for oxidation reactions
US4933054A (en) 1987-03-13 1990-06-12 The Standard Oil Company Electrocatalytic oxidative dehydrogenation of saturated hydrocarbons to unsaturated hydrocarbons
JPS63252908A (ja) 1987-04-08 1988-10-20 Agency Of Ind Science & Technol 金超微粒子固定化酸化物、その製造法、酸化触媒、還元触媒、可燃性ガスセンサ素子、及び電極用触媒
JPH01184457A (ja) * 1988-01-18 1989-07-24 Ngk Insulators Ltd 酸素センサ素子
US4849254A (en) 1988-02-25 1989-07-18 Westinghouse Electric Corp. Stabilizing metal components in electrodes of electrochemical cells
GB8816114D0 (en) 1988-07-06 1988-08-10 Johnson Matthey Plc Reforming catalyst
JP2790852B2 (ja) * 1989-05-25 1998-08-27 日本特殊陶業株式会社 空燃比制御用酸素センサ素子及びその製造方法
JPH0381959A (ja) * 1989-08-25 1991-04-08 Tonen Corp 固体電解質型燃料電池
DE3935311A1 (de) 1989-10-24 1991-04-25 Asea Brown Boveri Brennstoffzellenanordnung
US4971830A (en) * 1990-02-01 1990-11-20 Westinghouse Electric Corp. Method of electrode fabrication for solid oxide electrochemical cells
US5045169A (en) 1990-02-05 1991-09-03 Westinghouse Electric Corp. Solid oxide electrolyte electrochemical oxygen generator
US5286580A (en) 1990-02-09 1994-02-15 Osaka Gas Company Limited Fuel electrode for solid electrolyte fuel cells and a method for manufacture of the electrode
JPH0451462A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Yuasa Corp 電極の製造法
DE69107849T2 (de) 1990-06-21 1995-10-26 Int Fuel Cells Corp Verfahren zur herstellung von legierten katalysatoren.
JPH04141233A (ja) 1990-09-29 1992-05-14 Stonehard Assoc Inc 電極触媒
JPH04192261A (ja) * 1990-11-27 1992-07-10 Ngk Insulators Ltd 固体電解質型燃料電池の燃料電極及びその製造方法
US5342703A (en) * 1991-07-19 1994-08-30 Ngk Insulators, Ltd. Solid electrolyte type fuel cell and method for producing the same
JP3281925B2 (ja) 1991-08-06 2002-05-13 大阪瓦斯株式会社 サーメット電極及びその製造方法
JP3062632B2 (ja) * 1991-08-06 2000-07-12 大阪瓦斯株式会社 サーメット電極の製造方法
JPH05174833A (ja) 1991-12-17 1993-07-13 Tonen Corp 固体電解質燃料電池用燃料極材料
JP3317523B2 (ja) 1992-07-27 2002-08-26 新日本石油株式会社 固体電解質型燃料電池
JP3244310B2 (ja) * 1992-09-14 2002-01-07 三洋電機株式会社 固体電解質型燃料電池
NL9202087A (nl) * 1992-12-01 1994-07-01 Stichting Energie Werkwijze voor het aanbrengen van een cermet electrodelaag op een gesinterd elektroliet.
JP2979911B2 (ja) 1993-07-30 1999-11-22 三井造船株式会社 燃料電池用燃料改質触媒
JP2636157B2 (ja) * 1993-12-09 1997-07-30 工業技術院長 固体電解質燃料電池電極材料とこれを用いた電極
DE4400540C2 (de) 1994-01-11 1995-10-12 Forschungszentrum Juelich Gmbh Perowskitische Elektroden insbesondere für Hochtemperatur-Brennstoffzellen
GB2298955B (en) * 1995-03-16 1999-04-07 British Nuclear Fuels Plc Fuel cells
US5543239A (en) 1995-04-19 1996-08-06 Electric Power Research Institute Electrode design for solid state devices, fuel cells and sensors
DE19519847C1 (de) 1995-05-31 1997-01-23 Forschungszentrum Juelich Gmbh Anodensubstrat für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle
GB2305169A (en) 1995-09-14 1997-04-02 Univ Napier Solid oxide fuel cells
US5993986A (en) 1995-11-16 1999-11-30 The Dow Chemical Company Solide oxide fuel cell stack with composite electrodes and method for making
US5670270A (en) 1995-11-16 1997-09-23 The Dow Chemical Company Electrode structure for solid state electrochemical devices
US6117582A (en) 1995-11-16 2000-09-12 The Dow Chemical Company Cathode composition for solid oxide fuel cell
US5753385A (en) 1995-12-12 1998-05-19 Regents Of The University Of California Hybrid deposition of thin film solid oxide fuel cells and electrolyzers
US5863673A (en) 1995-12-18 1999-01-26 Ballard Power Systems Inc. Porous electrode substrate for an electrochemical fuel cell
JP3193294B2 (ja) 1996-05-24 2001-07-30 財団法人ファインセラミックスセンター 複合セラミックス粉末とその製造方法、固体電解質型燃料電池用の電極及びその製造方法
JPH1021930A (ja) * 1996-06-27 1998-01-23 Tokyo Gas Co Ltd 固体電解質型燃料電池の燃料極
JPH1021931A (ja) * 1996-06-27 1998-01-23 Kyocera Corp 固体電解質型燃料電池セル
BG62723B1 (bg) 1997-09-29 2000-06-30 "Ламан-Консулт"Оод Златен катализатор и приложението му при горивниелементи
US6051329A (en) 1998-01-15 2000-04-18 International Business Machines Corporation Solid oxide fuel cell having a catalytic anode
US6297185B1 (en) 1998-02-23 2001-10-02 T/J Technologies, Inc. Catalyst
NL1009060C2 (nl) * 1998-05-04 1999-11-05 Stichting Energie Elektrochemische cel.
DE69939061D1 (de) 1998-06-12 2008-08-21 Aep Invest Inc Keramikbrennstoffzelle
JP2000133280A (ja) 1998-10-19 2000-05-12 Sof Co 高性能固体酸化物燃料電池用アノ―ド
DK173657B1 (da) 1998-11-17 2001-05-28 Forskningsct Risoe Elektrokemisk celle
US6589680B1 (en) 1999-03-03 2003-07-08 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Method for solid oxide fuel cell anode preparation
JP3448242B2 (ja) 1999-06-03 2003-09-22 新光電気工業株式会社 固体電解質燃料電池
DK1135824T3 (da) * 1999-10-08 2007-04-16 Versa Power Systems Ltd Kompositelektroder til elektrokemiske faststofindretninger

Also Published As

Publication number Publication date
ATE349777T1 (de) 2007-01-15
HK1044412A1 (zh) 2002-10-18
US20020122971A1 (en) 2002-09-05
BR0007698A (pt) 2001-10-09
AU7765700A (en) 2001-04-23
EP1135824B1 (en) 2006-12-27
WO2001028024A8 (en) 2001-10-11
DE60032577T2 (de) 2007-10-04
NO20012859L (no) 2001-08-07
MXPA01005771A (es) 2003-07-14
DE60032577D1 (de) 2007-02-08
EA200100627A1 (ru) 2001-10-22
US6750169B2 (en) 2004-06-15
JP2003511834A (ja) 2003-03-25
JP5336685B2 (ja) 2013-11-06
PL348192A1 (en) 2002-05-06
CA2352391C (en) 2009-08-25
WO2001028024A1 (en) 2001-04-19
HUP0104523A2 (hu) 2002-03-28
EP1135824B8 (en) 2007-04-25
EA004168B1 (ru) 2004-02-26
HUP0104523A3 (en) 2003-07-28
CN1336016A (zh) 2002-02-13
NO20012859D0 (no) 2001-06-08
CA2352391A1 (en) 2001-04-19
KR20010104686A (ko) 2001-11-26
EP1135824A1 (en) 2001-09-26
AU769575B2 (en) 2004-01-29
NZ512568A (en) 2003-09-26
DK1135824T3 (da) 2007-04-16
CZ301735B6 (cs) 2010-06-09
US6420064B1 (en) 2002-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20011953A3 (cs) Kompozitní elektrody pro pevné elektrochemické součástky
EP1698002B1 (en) Anode-supported solid oxide fuel cells using a cermet electrolyte
EP3235039B1 (en) Membrane electrode assembly
US20020098406A1 (en) Redox solid oxide fuel cell
US20070117006A1 (en) Direct Fabrication of Copper Cermet for Use in Solid Oxide Fuel Cell
WO2006010260A1 (en) Anode supported solid oxide fuel cell with a porous multifunctional layer
JPWO2004102704A1 (ja) 固体酸化物型燃料電池とその製造方法
US20110183232A1 (en) Structures for gas diffusion electrodes
US9559364B2 (en) Cell materials variation in SOFC stacks to address thermal gradients in all planes
AU2004201616B2 (en) Methods of forming electrodes for solid state electrochemical devices
ZA200104613B (en) Composite electrodes for solid state electrochemical devices.
JP5124940B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20121006