DE1596098A1

DE1596098A1 - Brennstoffelement

Info

Publication number: DE1596098A1
Application number: DE19651596098
Authority: DE
Inventors: Spacil Henry Stephan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1964-10-30
Filing date: 1965-10-25
Publication date: 1971-02-25
Also published as: CH464300A; JPS4519459B1; GB1113949A; FR1460932A

Description

Die Erfindung bezieht eich auf zusammengesetzte Gegenstände und Verfahren zur Herstellung solcher Gegenstände, insbesondere auf zusammengesetzte Gegenstände mit einem festen Sauerstoffionenkdrper und einer darauf haftenden porösen Nickelschicht, die eine innige Dispersion eines festen Sauerstoffionenmaterials enthalt. Solche Gegenstände finden Verwendung als Elektroden-Elektrolytanordnungen für Hochtemperatur-Brennstoffelemente.

Brennstoffelemente, die bei hohen Temperaturen im Bereich von 1000 bis 120O⁰C arbeiten, werden vorteilhaft zur Erzeugung von Gleichstrom von niedriger Spannung auf kontinuierlicher Basis verwendet. Elemente dieser Art werden bei verschiedenen chemischen Verfahren, z.B. bei der Her-

Patentanwölte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

β MDNCHEN 2, THEItESIENSTRASSE 33 · T.l.fon: »2102 · T.loflramm-Adra*··: UpaHi/MSndiwi

Stellung von Aluminium und dem Elektroraff !nieren von Kupfer verwendet. Weiterhin können solche Elemente zum Betrieb von Gleichstrommotoren verwendet werden.

Es wäre nun erstrebenswert, einen Elektroden-Elektrolytkörper zu schaffen, der in einem solchen Hochtemperatur-Brennstoffelement verwendbar ist. Ein solcher Körper in der Torrn eines zusammengesetzten Gegenstandes «är« vorteilhaft, da er eine einheitliche, feste, sowohl den Elektrolyten als auch die Anode enthaltende Anordnung darstellen würde, die leicht in einem Hochtemperatur-Brennetoffelement, das einen festen Slektrolyt zu seiner Tätigkeit benötigt, angebracht werden könnte. Die vorliegende Erfindung ist auf eine solche Elektroden-Elektrolytanordnung gerichtet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist ein solcher zusammengesetzter Gegenstand einen festen Sauerstoffionenkörper und eine auf einer Oberfläche dieses Körpers haftende poröse Schicht auf, die aus wenigstens 30 Volumenprozent Nickel besteht und als Best eine innige Dispersion eines damit verträglichen festen Sauerstoff ionenmaterials aufweist, wobei die Volumenprozente auf das Gesamtvolumen des Wickels und des festen Sauerstoffionenmaterials bezogen sind.

Sie Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert und zwar zeigen:

Pig. 1 einen Schnitt durch einen erfindnngsgem&een zusammengesetzten Gegenstand;

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Fig. 2 einen Schnitt durch einen zusammengesetzten Gegenstand in einer anderen Ausftthrungsform;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen zusammengesetzten Gegenstand in einer weiteren Ausführungsformi und

Fig. 4 einen Schnitt durch ein den zusammengesetzten Gegenstand gemäß der Erfindung aufweisendes Hochtemperatur-Brennstoffelement .

In Fig. 1 ist eit 10 ein zusammengesetzter Gegenstand bezeichnet, der einen Körper 11 aus festem Sauerstoffionenmaterial aufweist, an dessen Außenfläche eine poröse Schicht 12 haftet. Der Körper 11 besteht z.B. aus fest·«, stabilisiertem Zirkoniumoxid und hat die Form eines hohlen, rohrförmigen Gliedes. Die Schicht 12 besteht aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel und der Rest ist eine innige Dispersion eines damit verträglichen festen Saueretoffionenmaterials. Die Volumenprozentangaben beziehen sich auf das Gesamtvolumen des Nickels und des festen Sauerstoffionenmaterials. Das Gesamtvolumen'und die prozentualen Anteile schließen die Porosität der Schicht aus.

In Fig. 2 ist ein abgewandelter zusammengesetzter Gegenstand gezeigt, der einen aus einem festen Sauerstoffionenmaterial bestehenden Behälter 13 und eine auf der Außenfläche des Behälters 13 haftende poröse Schicht 14 aufweist, die aus dem gleichen Material wie die Schicht 12 in Fig. 1 besteht.

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In Pig. 3 ist ein weiterer zusammengesetzter Gegenstand in einer abgewandelten Ausftihrungsform gezeigt, der eine Platte 15 aus festem Sauerstoffionenmaterial und eine auf einer Oberfläche der Platte 15 haftende poröse Schicht 16 aufweist, die aus dem gleichen Material wie die Schicht 12 in Fig. 1 besteht. Der Behälter und die Platte nach Pig. 2 bzw. 3 bestehen z.B. aus festem stabilisierten Zirkoniumoxid.

Fig. 4 zeigt ein Hochtemperatur-Brennstoffelement 17 mit dem zusammengesetzten Gegenstand 10 nach Fig. 1, der einen hohlen, rohrförmigen Körper 11 aus festem stabilisiertem Zirkoniumoxid und eine auf der Außenfläche des Körpers 11 haftende poröse Schicht 12 aufweist, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel und im übrigen aus einer innigen Dispersion eines damit verträglichen festen Sauerstoffionenmaterials, z.B. stabilisiertes Zirkoniumoxid besteht. Der Körper 11 des zusammengesetzten Gegenstandes 10 ist der feste Elektrolyt des Brennstoffelementes 17, während die poröse Schicht 12 des Gegenstandes 10 die Anode des Brennstoffelementes 17 ist. Die Kathode 18 des Brennstoffelementes 17 besteht aus einer Schicht aus mit einem Zusatz von Lithium versehenen Nickeloxid auf der Innenfläche des Elektrolyten 11. Eine Leitung 19 ist in einem Abstand um die Anode 12 angeordnet, so daß eine Kammer 20 gebildet wird.

Die Elektroden 12 und 18 können miteinander vertauscht werden, indem die poröse Anode 12 auf der Innenfläche des

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Körpers 11 aufgebracht unfl die Kathode 18 in unmittelbaren Kontakt mit der Außenfläche des Körpers 11 gebracht werden. Eine Leitung 21 aus Nickel ist mit der als Anode dienenden Schicht 12 verbunden, während eine leitung 22 aus einem oxidationsbeständigen Metall oder einer oxidationsbeständigen Legierung mit der Kathode 18 verbunden ist· Die freien Enden der Leitungen 21 und 22 sind mit einem durch das Element betriebenen elektrischen Verbraucher, z.B. einem Elektromotor, verbunden· Es sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen ein gasförmiges Oxidationemittel, das molekularen Sauerstoff enthält, der Kathode 18 zugeführt wird. Bas Oxidationsmittel kann z.B. Luft oder Sauerstoff sein. Eine Einlaßleitung 23, die mit einer (nicht gezeigten) Oxidationsmittelquelle verbunden ist, führt der Kathode 18 das Oxidationsmittel *u. Die Einlaßleitung 23 ist mit der durch die Kathode 18 gebildeten Öffnung verbunden. Eine Auslaßleitung 24 steht mit dem entgegengesetzten Ende der gleichen Öffnung in Verbindung· Ein Brennstoff gas, z.B. Wasserstoff oder Kohlenmonoxid wird von einer Brennstoffgasquelle (nicht dargestellt), durch di· durch die Leitung 19 gebildete Kammer 20 der porösen Anode 12 zugeführt. Durch das entgegengesetzte Ende 19 wird das während der !Tätigkeit des Elemente« gebildete Material entfernt.

Unerwarteterweise hat eich herausgestellt, daß ein als Elektroden-Elektrolytkörper verwendbarer zusammengesetzter Gegenstand so ausgebildet wtrden kann, da* er sowohl die

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Anode als auch den Elektrolyten für ein Hochtemperatur-Brennstoff element, das in einem Temperaturbereich von 1000 bis 1200⁰C arbeitet, liefert. Es wurde gefunden, daß ein solcher Gegenstand aus einem festen Sauerstoff ionenkörper mit einer auf einer Oberfläche haftenden porösen Schicht gebildet werden kann. Die poröse Schicht sollte aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel bestehen und als Rest eine innige Dispersion eines da mit verträglichen, festen Sauerstoffionenmaterials aufweisen. Die Yolumenprozentangaben beziehen sich auf das Gesamtvolumen des Nickels und des festen Säuerstoffionenmaterials. Es wurde ferner gefunden, daß die innige Dispersion des mit dem Nickel verträglichen festen Säuerst offionenmaterials das Nickel porös und dispergiert hält.

Eine Anode dieser Zusammensetzung ist sehr zweckmäßig und haftet gut auf dem Elektrolyten. Der feste Säuerstoffionenkörper kann auch in Porm eines hohlen, rohrförmigen Teils, einer flachen Platte oder eines Behälters verwendet werden. Bei jeder dieser Formen weist das feste Säuerstoffionenmaterial auf einer Oberfläche eine daran haftende, poröse Anode auf. Der zusammengesetzte Gegenstand liefert einen Elektroden-Elektrolytkörper, der in einem Brennstoffelement verwendet werden kann, bei deft sowohl die Anode als auch der feste Elektrolyt in einem einheitlichen Gefüge enthalten sind.

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3d η bevorzugtes Sauers toff ionenmaterial für den Elektrolyten als auch die Anode ist festes, stabilisiertes Zirkoniumoxid. Sowohl für den Elektrolyten als auch für die Anode kann jedoch auch ein anaeres festes Sauerstoffionenmaterial, z.B. iotiertes Thoriumoxid, zufriedenstellend verwendet werden.

Festes stabilisiertes Zirkoniumoxid, das als festes Sauerstoff ionenelek^rolytinaterial verwendbar ist, ist eine Verbindung mit einer kubischen Kristallstruktur, die aus Zirkoniumoxid besteht, dem Kalziumoxid, Yttriumoxid oder eine "ischun.? von Oxiden seltener Erden beigemischt ist. Zum Beispiel kenn ein bevorzugter fer.ter Körper aus Zirkoniumoxid verwendet werden, ü_. e ml⁴" 11 !."olprozent Kalziumoxid stabilisier⁴" wurde.

Festes dotiertes Thoriumoxi ά ist eter.falls ein festes Sauerstoffionenelektrolytinsteriai, das aus Thoriumoxid besteht, den Kalziumoxid, Yttriur.oxia oder einer Mischung von Oxiden seltener Erden beigegeben ist. Dotiertes Thoriumoxid besteht zum Beispiel aus Thoriumoxid, dem vier Kolprozent Kalziumoxid zugesetzt sind, um die leitfähigkeit zu erhöhen.

Ss wurde gefunden, daß die oben genannte Nickelschicht, die eine innige Dispersion eines damit verträglichen festen Sauerstoffionenmaterials enthält, ein Slektronenleiter ist, der als sehr zufriedenstellendes Anodenmaterial zusammen mit einem festen Sauerstoffionenelektrolyten verwendet werden kann. Das feste Sauerstoffionenmaterial der porösen Nickel-

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schicht ist entweder das gleiche Material wie das des Elektrolyten oder ein damit verträgliches Material. Sin aus einem solchen Elektrolyten und einer solchen Anode bestehender Gegenstand ist ein guter Elektroden-Elektrolytkörper. Als Kathodenmaterial können außer dem genannten mit Lithium vermischten Nickeloxid auch andere Materialien verwendet werden. Zum Beispiel sind Silber und dotiertes Tantalpentoxid geeignete Kathoden.

Bei der Herstellung des in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Gegenstandes wird der feste Sauerstoffionenkörper aus stabilisiertem Zirkoniumoxid aus Zirkoniumoxidpulver hergestellt, das 11 Molprozent Kalziumoxid enthält. Das Material wird zu einem hohlen, rohrförmigen Teil, einem Behälter oder einer flachen Platte geformt, wie in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen der aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel und einer innigen Dispersion eines damit verträglichen, festen Sauerstoffionenmaterials, z.B. stabilisiertem Zirkoniumoxid bestehenden porösen Schicht auf einem festen, stabilisierten Zirkoniumoxidkörper zur Herstellung eines zusammengesetzten Gegenstandes besteht darin, daß zunächst Lithiumkarbonat und Nickeloxid in einem solchen Mengenverhältnis miteinander gemischt werden, daß in dem Ketall 10 Atomprozent Lithium vorhanden sind, und daß das Lithiumkarbonat und Nickeloxid in ein geeignetes Material,

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z.B. Äthenol, gemahlen werden. Die erhaltene Mischung wird darauf getrocknet und in Luft bei 1500⁰C 30 Minuten lang kalziniert. Das kalzinierte Oxid zeigt eine schwarze Farbe, die typisch für auf Nickeloxid basierende Halbleitermassen mit Metallüberschuß ist. Das erhaltene Oxid wird zerkleinert, gemahlen und durch ein Sieb mit 127,9 Maschen je ca geleitet. Das mit einem Zusatz von Lithium versehene Nickeloxidpulver wird mit einer wässerigen stabilisierten Zirkoniumoxidmasse der gleichen Art wie der oben erwähnte Elektrolyt in einem Gewichtsverhältnis von 4:1 gemischt. Die Teilchengröße des Zirkoniumsoxids sollte geringer als 10 Mikron sein. Bei der wässerigen Suspension des stabilisierten Zirkoniumoxids kann es sich um eine Masse handeln, die beim Gießen von handelsüblichen Zirkoniumoxidgegenständen verwendet wird. Da· genannte Mengenverhältnis führt zu einer Schicht, die 70 Volumenprozent Nickel enthält, wenn das Nickeloxid zu Nickel reduziert ist. Die Viskosität der Masse wird durch Veränderung ihres Wassergehaltes eingestellt.

Die Suspension wird darauf auf die Außenfläche eines festen stabilisierten Zirkoniumoxidgegenstandes, wie z.B. den in Fig. 1 gezeigten hohlen rohrförmigen Gegenstand, gestrichen. Der rohrförmige Teil mit der darauf aufgebrachten Suspension wird durch Infrarotstrahlung getrocknet, um die Feuchtigkeit daraus zu entfernen. Die Anordnung wird dann in Luft bei 1550<>C 45 Minuten lang gebrannt, gekühlt und in Wasserstoff ungefähr eine Stunde lang auf 1050°C wiedererhitzt, um das Nickeloxid zu Nickel zu reduzieren.

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Das anfängliche Brennen der Anordnung in Luft bewirkt, daß da· alt Lithium gemischte Nickeloxid alt de« Elektrolyten aus stabilisierte« Zirkoniumoxid verbunden wird und zu einer ziealich dichten, festen Schicht versintert, die eine innige Dispersion von Zirkonerde enthält. Durch das ansohlieflende Brennen der Anordnung in Wasserstoff wird eine Schicht aus porösea Nickel geschaffen, die als Folge der Volumenabnahme im Zusasnenhang alt der durch Wasserstoff bewirkten Reduktion des Niokeloxids zu metallischea Nickel eine innige Dispersion von stabilisierte« Zirkoniumoxid aufweist. Diese Schicht ist ait dea stabilisierten Zirkoniuaexidkörper durch einen "abgestuften Obergang" Ton Niekel-Zirkoniua verbunden, die sich zu bilden scheint, wenn das alt Lithiua veraisohte Nickeloxid auf einen stabilisierten Zirkoniumoxidkörper aufgebrannt wird. Die dabei erhaltene poröse Nickelschicht, die eine innige Dispersion von stabilisiertea Zirkoniumoxid enthält, ist elektrisch leitend und haftet gut an dea festen, stabilisierten Zirkoniuaoxidkörper, wodurch ein zusaaaengesetzter Gegenstand gebildet wird. Das gleiche Verfahren kann bei den Zirkoniumoxidgegenständen nach Fig. 2 und 3 angewandt werden. Die poröse Schicht aus stabilisiertes Zirkoniuaoxid enthaltende« Nickel wird entweder auf der Innen- oder der Auflenfläohe des Behälters nach Fig. 2 oder der Platte nach Fig. 3 aufgebracht.

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Bei der Herstellung der oben genannten porösen Schicht, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel besteht und als Rest eine innige Dispersion eines festen Sauerstoffionen-■aterials enthält, muß das Nickelmetall das Produkt der Reduktionen von alt Lithium vermischtem Nickeloxid sein. Wenn mit Lithium rermisohtee Nickeloxid nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu Nickelmetall reduziert wird, ist die dabei erhaltene poröse Nickelschicht ein Elektronenleiter. Durch Nischen τοη gleichen Volumenprozentanteilen Nickelpulver mit einem Sauerstoffionenmaterial und Sintern der Mischung wird ebenfalls eine Schicht erzeugt, die jedoch nicht elektronenleitend ist.

Werden mit Lithium vermischtes Nickeloxid und ein festes Sauerstoffionenmaterial gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet, so wird die ursprüngliche Schicht verdichtet und durch Sintern mit der Elektrode verbunden, ohne daß während des Sintervorgangs eine Druckanwendung notwendig ist. Dies ermöglicht die Ausführung der Anodenschicht in verschiedenen Formen. Es stellte sich ferner heraus, daß, wenn die Anodensohioht während des Betriebs des Elementes oxidiert, der oxidierte Teil in Lithiumnickeloxid umgesetzt wird, das aufgrund seiner Elektronenleitfähigkeit weiter als Anode wirkt. Die Elektronenleitfähigkeit dieses Oxids ist um einige Grüßenordnungen höher als die von reinem Nickeloxid.

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Fig. k zeigt einen hohlen rohrförmigen Körper 11 aus festem stabilisiertem Zirkoniumoxid mit einer porösen Nickelschicht 12, die eine innige Dispersion aus festem stabilisiertem Zirkoniumoxid enthält, der gleich dem in Fig. 1 gezeigten zusammengesetzten Gegenstand 10 nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Der gezeigte zusammengesetzte Gegenstand, der eine Elektroden-Elektrolytanordnung darstellt, bildet zusammen mit anderen Bestandteilen ein Brennstoffelement 17. Eine Einlaßleitung 23 ist mit der durch die Lithiumnickeloxidkathode gebildeten Öffnung verbunden und führt ein Oxidationsmittel, z.B. Sauerstoff, der Kathode 18 des Brennstoffelementes zu. Am entgegengesetzten Ende der Kammer ist eine Auslaßleitung 2k vorgesehen. Eine Leitung 19 führt ein Brennstoffgas, z.B. Wasserstoff oder Kohlenmonoxid, der Kammer 20 zu, die zwischen der Leitung 19 und der Anode 12 gebildet ist, während an ihrem entgegengesetzten Ende Wasserdampf oder Kohlendioxid, das sich während der Tätigkeit des Brennstoffelementes bildet, entfernt wird. Eine Nickelleitung 21 ist mit der Anode 12 verbunden, während eine Leitung 22 aus einem oxidationsbeständigen Metall oder einer oxidationsbeständigen Legierung sit der Kathode 18 verbunden ist. Die freien Enden der Leitungen sind mit einer (nicht gezeigten) von dem Element betriebenen Vorrichtung verbunden.

Bei Betrieb des in Fig. k gezeigten Brennstoffelementes 17 wird Wärme, z.B. Abwärme, von einer (nicht gezeigten)

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Quelle zugeführt, um die Temperatur des Elektrolyten 11, der Anode 12 und der Kathode 18 auf eine Temperatur im Bereich von 1000 bis 1200⁰C zu erhöhen. Die Lithiumnickeloxidkathode wird darauf mit Sauerstoff gesättigt, der der Kathode durch die Einlaßleitung 23 zugeführt wird. Die Reaktion an der Zwischenfläche zwischen Kathode und Elektrolyt ist wie folgt:

(1) 0 + 2e 0⁼

Das Sauerstoffion wandert durch den Elektrolyten 11 und vereinigt sich an der Zwischenfläche zwischen Anode und Elektrolyt gemäß Reaktion (2) mit Wasserstoff oder gemäß Reaktion (3) mit Kohlenmonoxid:

(2) 2H + 0⁼ H₂O + 2e

(3) CO + 0⁼ CO₂+ 2e

Die Elektronen, die an der Anode 12 abgegeben werden, werden durch die Leitung 21 einer (nicht gezeigten) von dem Brennstoffelement betriebenen Vorrichtung zugeführt, während der Sauerstoff sich an der Kathode 18 mit den zurückkehrenden Elektronen vereinigt. Der an der Anode 12 erzeugte Wasserdampf oder das Kohlenmonoxid wird in die Atmosphäre abgelassen, was durch die Auslaßleitung 2k erfolgt. Es wurden zusammengesetzte Gegenstände, die Elektroden-Elektrolytanordnungen bildeten, gemäß der Erfindung hergestellt. Diese Elektroden-Elektrolytanordnungen waren zusammengesetzte Gegenstände, von denen jeder einen fosten stabilisierten ZirkonIuinoxl lkbrper mit einer daran haftenden porösen Schicht aufwies, die aus 70 Volumenprozent Nickel, und einer innigen

Mischung von stabilisierte» Zirkoniumoxid als Rest bestand. Die poröse Schicht wurde gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Zwei solcher zusammengesetzten Gegenstände, die in Tabelle I als Elemente Nr. 1 und 2 bezeichnet sind, wurden getestet, um ihre Wirksamkeit als üochtemperatur-Brennstoffelemente festzustellen. Jedes Brennstoffelement wies auch noch eine Lithiumnickeloxidkathode auf und wurde mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Oxidationsmittel und ein aus Leitungswasserstoff bestehendes Brennstoffgas betrieben. Tabelle I gibt die Nummer der Brennstoffelemente, die Arbeitstemperatur, die Belastungsspannung in Volt und die Stromdichte in Milliampere pro Quadratzentimeter an. Jedes Brennstoffelement wurde mehrere Tage lang betrieben. Mit beiden Elektroden wurden elektrische Leitungen verbunden und der durch das Element erzeugte Strom wurde in einem einfachen Dekadenwiderstand verbraucht. Jedes Element wurde in einem Widerstandsofen auf seine Arbeitstemperatur gebracht.

	Temp, oc	Tabelle I
Element Nr.	1050 1200	Belastungs spannung (ν)
1 2	0,5 0,5

Stromdichte (mA/cm2)

50 260

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Claims

GENERAL ELECTRIC COMPANY Ihr Ztidien Unser Z«idi«n SCHENECTADY 5, N.Y. /Hü RIVEQ ROAD I, V.St.A.

Patentanmeldung t "Brennstoffelement"

PATENTANSPRÜCHE

1. gasHBBOHfIetater Gegenstand, gekennzeichnet duroh einen festen Sauere toffionenktSrper and eine auf einer Oberfläche dieses KSrpers haftende poröse Sohioht, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel besteht und eine innige Dispersion eines damit rertr&glichen festen Sauerstoff!onenmaterials als Rest aufweist, wobei die Volumenprozente auf das GeeantTOluaen des Niokels und des festen Sauerstoffionen-■aterials bezogen sind.

2. Zusammengesetzter Gegenstand, gekennzeichnet duroh einen festen Körper ans stabilisiertem Zirkoniumoxid und eine auf einer Oberfläche dieses Körpers haftenden Schicht, die ans wenigstens 50 Volumenprozent Nickel besteht und als Rest eine Innige Dispersion eines damit verträglichen festen stabilisierten

Patentanwölte Dipl.-Ing. Martin Licht, Kpl-Wi&e.ÄJJÄxeSKiriimZnn, Dipl.-Phys. Sebastian Herrnann t MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · T«!«fo" 292102 · Te'ts'o>-~.Ad'e!ie I r=· ; M>d-n

Bonltvt-bi-vd.iie·'¹- Dtuhd»· Bank AG, Filio!» MCnd-e->, Dep -Κοκ» V.Huc' fnc-i\ Ko-O-Nr. 716 T^ iay»r. V·'·-jöonk W3ndnn, Zw«.git. Oikar-voo-Milltr-lims. ^K'o ·^Ν'· W2⁴'5 · Poi!«d>«i Kette Μ0η<**η N' 14J3?7

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Zlrkonlturoxldmaterials aufweist, wobei die Volumenprozente auf dae Gesamtvolumen des Niokels und des festen stabilisierten Zlrkoniumoxidmaterlals bezogen sind.

3. Zusammengesetzter Gegenstand, gekennzeichnet duroh •inen festen Körper aus dotiertem Thoriumoxid und eine auf einer Oberfläche des Korpora haftende poröse Sohioht, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Nlokel besteht und als Rest eine innige Dispersion eines damit verträglichen festen dotierten Tborlurnoxldmaterlals aufweist, wobei die Volumenprozente auf das Gesamtvolumen des Nickels und des

festen'dotierten Thoriumoxidmaterials bezogen sind.

4. Zusammen*eaotzter Gegenstand, gekennzeichnet duroh einen aus festem Sauefstoffionenmaterial bestehenden hohlen Körper und eine auf einer Oberflüohe dieses Körpers haftende poröse 8ohioht, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Klokel besteht und als Rest eine Innige Dispersion eines damit vertrMgllohen festen Sauerstoffionenmaterials aufweist, wobei die Volumenprozente auf das Gesamtvolumen des Niokels und des festen Sauerstofflontnmaterlals bezogen sind.

5* Zusammengesetzter Gegenstand, gekennzeichnet duroh einen aus festes Sanerstofflonenmaterlal bestehenden Behälter und eine auf einer Oberflttohe de· BehKlters haftende poröse Sehioht., die aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel besteht und als Best eine innige Dispersion eines damit verträglichen Sauerstoffionenmaterials aufweist, wobei die Volumenprozent·

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auf das Gesamtvolumen des Niokola und des festen Sauerstoff ioneruaateriale bezogen alnd.

6. Zusammengesetzter Gogonstand, gekennzeichnet durch eine Platte aus festem Sauorstoffionenraaterial und eine auf einer Oberflttohe dor Platte haftende poröse Schicht, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel besteht und als Rest eine Innige Dispersion eines damit verträglichen festen Saueretoffionenmatorials aufweist, wobei die Volumenprozente auf das Gesamtvolumen des Nickels und dee festen Sauerstoffionenmaterials bezogen sind.

7· Brennstoffelement mit einer Kathode, Einrichtungen sua Zuführen eine« Oxidationsmittels für die Kathode und Einrichtungen «um Zuführen von Brennetoffgas für eine Anode, gekennzeichnet durch einen Elektroden-Elektroljrtkurper, der einen festen Sauerstoffionenkörper und eine auf einer Oberfläche des Körpers haftende poröse Sohioht aufweist, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Niokel besteht und al« Rest eine Innige Dispersion eines damit verträglichen festen Sauerstofflonenmaterials aufweist, wobei die Volumenprozente auf das Gesamtvolumen des Niokele und des ' Sauerstoffionenmaterials sind.

3. Brennstoffelement mit einer Kathode, Einrichtungen zum Zuführen eines Oxidationsmittels für die Kathode und Einrichtungen zum Zuführen von Brennstoffgas für eine Anode, gekonnzelohnet duroh einen Elektroden-Elektrolytkörper, der

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einen festen Körper aus stabilisiertem Zirkoniumoxid und eine auf einer Oberfläche dos Körpers baftendo poröse Sohloht aufweist, die aus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel besteht • und als Rost eine innige Dispersion einos damit verträglichen festen stabilisierten Zirkoniumoxidmaterial3 aufweist, wobei dio Volumenprozente auf das Gesamtvolumen des Niokels und des festen stabilisierten Zirkoniumoxidmaterials bezogen sind.

9r Brennstoffelement mit einer Kathode, Einrichtungen sun Zufuhren eines Oxidationsmittels für die Kathode und Einrichtungen sub Zuführen eines Brennstoffgases für eine Anode» gekennzeichnet durch einen Elektroden-Elektrolytkörper, der einen festen Körper aas dotiertem Thorlumoxid und eine auf einer Oberfläche dee Körpers haftende poröse Sohioht aufweistι itiftrAus wenigstens 50 Volumenprozent Nickel besteht und als Best eine innige Dispersion eines damit TertrKgllohen festen dotierten Thorlumoxidmaterialβ aufweist, wobei die Volumenprozente auf das Oesamtrolumen des Niokels und des festen dotierten Thoriumoxidmaterials bezogen sind.

10. Brennstoffelement mit einer Kathode, Einrichtungen »um Zuführen eines Oxidationsmittels fur die Kathode, einem festen Sauerstoffionenelektrolyt und Einrichtungen zu« Zuführen eines Brennstoffgases für die Anode, gekennzeichnet durch eine Anode, die eine auf einer Oberfläche des Elektrolyten haftende poröse Sohloht aufweist, welohe aus wenigstens 50 VolumenproBont Nickel besteht und als Rest eine

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innige Dispersion eines damit verträglichen festen Sauerstoff ionenmateriale aufweist, wobei die Volumenprozente auf das Oesaatvolumen des Niokels und des festen Sauerstoffionenmateriale bezogen sind.

11. Brennstoffelement nit einer Kathode, Einrichtungen run Zufuhren eines Oxldationsnlttels fUr dlt Kathode, einen Elektrolyt aus festen stabilisierten Zirkoniumoxid und Einrichtungen sum ZufUhron eines Brtnnetoffgases für die Anode, gekennzeichnet durch eine Anode, die eine auf einer Oberflache des Elektrolyten haftende poröse Sohioht aufweist, welohe aus wenigstens 50 Volumenprozent besteht und als Best eine Innige Dispersion tine· daalt Ttrtrlgllohen ftsttn stabilisierten Sirxonluaoxldaattrial· aufweist, wobtl dlt Voiuatnprosente auf 4*· Qesaatroluatn dts Niokels und dt· ftsttn stabilisierten Zlrkonluaoxldaaterlals bezogen sind.

12. Brtnnstofftltaent alt einer Kathode, Einrichtungen sua Zuführen tint· Oxidationsmittels für dlt Kathode, tinte Elektrolyt aus festen dotierte« Thorluaoxid und Einrichtungen sua Zuführen-eines Brennstoffgases fUr die Anode, gektnnitiohnet duroh tint Anodt, dlt tine auf elntr Oberflaoh· des Elektrolyten haftende poröse Sohioht aufweist, welohe aus wenigstens 50 Voluatnproaent Nickel besteht und als Best eine Innig· DIsptrtion eines daalt vertraglionen festen dotierten Thoriuaoxldaaterials aufweist, wobei die Voluaenproaente auf das Ot*

•aatvolumsn dts NicktIs und des dotitrttn Thoriuaoxldaattrials btiogtn sind.

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