DE19730732A1 - Insulating ceramic component for high temperature fuel cell - Google Patents

Insulating ceramic component for high temperature fuel cell

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Abstract

Production of an insulating ceramic component (4) for a high temperature fuel cell is carried out by powder spraying a ceramic material onto a mask-like support (12), having the approximate shape of the component, and detaching the resulting component (4) from the support, after hardening. Preferably, the component (4) is plasma sprayed as an up to 3 mm thick layer on a metallic support (12) and, after detachment, may be machined to final dimensions. Also claimed is a high temperature fuel cell provided with an insulating component produced by the above process.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer isolierenden Komponente aus einem keramischen Werkstoff und auf eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einer ent­ sprechenden Komponente.The invention relates to a method for manufacturing an insulating component made of a ceramic material and on a high temperature fuel cell with an ent speaking component.

Es ist bekannt, daß bei der Elektrolyse von Wasser die Was­ sermoleküle durch elektrischen Strom in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt werden. In einer Brennstoffzelle läuft dieser Vorgang in umgekehrter Richtung ab. Durch die elektrochemische Verbindung von Wasserstoff (H2) und Sauer­ stoff (O2) zu Wasser entsteht elektrischer Strom mit hohem Wirkungsgrad. Dies geschieht, wenn als Brenngas reiner Was­ serstoff (H2) eingesetzt wird, ohne Emission von Schadstoffen und Kohlendioxid (CO2). Auch mit einem technischen Brenngas, beispielsweise Erdgas oder Kohlegas, und mit Luft (die zu­ sätzlich mit Sauerstoff (O2) angereichert sein kann) anstelle von reinem Sauerstoff (O2) erzeugt eine Brennstoffzelle deut­ lich weniger Schadstoffe und weniger Kohlendioxid (CO2) als andere Energieerzeuger, die mit fossilen Energieträgern ar­ beiten. Die technische Umsetzung des Prinzips der Brennstoff­ zelle hat zu unterschiedlichen Lösungen, und zwar mit ver­ schiedenartigen Elektrolyten und mit Betriebstemperaturen zwischen 80°C und 1000°C, geführt.It is known that in the electrolysis of water, the water molecules are broken down by electric current into hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ). In a fuel cell, this process takes place in the opposite direction. The electrochemical combination of hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) to form water with high efficiency. This happens when pure fuel (H 2 ) is used as the fuel gas, without emissions of pollutants and carbon dioxide (CO 2 ). Even with a technical fuel gas, for example natural gas or coal gas, and with air (which can also be enriched with oxygen (O 2 )) instead of pure oxygen (O 2 ), a fuel cell generates significantly less pollutants and less carbon dioxide (CO 2 ) than other energy producers who work with fossil fuels. The technical implementation of the principle of the fuel cell has led to different solutions, namely with different electrolytes and with operating temperatures between 80 ° C and 1000 ° C.

In Abhängigkeit von ihrer Betriebstemperatur werden die Brennstoffzellen in Nieder-, Mittel- und Hochtemperatur-Brenn­ stoffzellen eingeteilt, die sich wiederum durch ver­ schiedene technische Ausführungsformen unterscheiden. Depending on their operating temperature, the Low, medium and high temperature fuel cells divided material cells, which in turn by ver distinguish different technical embodiments.  

Bei dem aus einer Vielzahl von Hochtemperatur-Brennstoffzel­ len sich zusammensetzenden Hochtemperatur-Brennstoffzellen­ stapel (in der Fachliteratur wird ein Brennstoffzellenstapel auch "Stack" genannt) liegen unter einer oberen Verbundlei­ terplatte, welche den Hochtemperatur-Brennstoffzellenstapel abdeckt, der Reihenfolge nach wenigstens eine Schutzschicht, eine Kontaktschicht, eine Elektrolyt-Elektroden-Einheit, eine weitere Kontaktschicht, eine weitere Verbundleiterplatte, usw.From a variety of high-temperature fuel cells high-temperature fuel cells stack (in the specialist literature is a fuel cell stack also called "stack") are under an upper compound terplatte, which the high temperature fuel cell stack covers, in order, at least one protective layer, a contact layer, an electrolyte electrode unit, a another contact layer, another composite circuit board, etc.

Die Elektrolyt-Elektroden-Einheit umfaßt zwei Elektroden und einen zwischen den beiden Elektroden angeordneten, als Mem­ bran ausgeführten Festelektrolyten. Dabei bildet jeweils eine zwischen benachbarten Verbundleiterplatten liegende Elektro­ lyt-Elektroden-Einheit mit den beidseitig an der Elektrolyt-Elek­ troden-Einheit unmittelbar anliegenden Kontaktschichten eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle, zu der auch noch die an den Kontaktschichten anliegenden Seiten jeder der beiden Ver­ bundleiterplatten gehören. Dieser Typ und weitere Brennstoff­ zellen-Typen sind beispielsweise aus dem "Fuel Cell Handbook" von A. J. Appleby und F. R. Foulkes, 1989, Seiten 440 bis 454, bekannt.The electrolyte electrode unit comprises two electrodes and one arranged between the two electrodes as a mem solid electrolytes. Each forms one electrical lying between adjacent composite circuit boards lyt electrode unit with the electrolyte elec toden unit immediately adjacent contact layers a high-temperature fuel cell, to which also the the sides of each of the two ver bundle boards belong. This guy and other fuel Cell types are, for example, from the "Fuel Cell Handbook" by A. J. Appleby and F. R. Foulkes, 1989, pages 440 to 454, known.

Für eine teilweise elektrische Isolation benachbarter Ver­ bundleiterplatten gegeneinander (in Bereichen, wo keine Elek­ trolyt-Elektroden-Einheit zwischen benachbarten Verbundlei­ terplatten vorgesehen ist, müssen die Verbundleiterplatten gegeneinander elektrisch isoliert sein) ist eine isolierende Komponente vorgesehen, welche die Form eines Rahmens auf­ weist. In der isolierenden Komponente sind Durchführungen für gasförmige Betriebsmittel für die Elektrolyt-Elektroden-Ein­ heit vorgesehen. Benachbarte Durchführungen (die unterschied­ liche Betriebsmittel führen) müssen gasdicht gegeneinander isoliert sein. Außerdem muß die isolierende Komponente ge­ währleisten, daß kein Betriebsmittel in den Außenraum der Hochtemperatur-Brennstoffzelle, d. h. beispielsweise in die Umwelt, gelangt. Der Werkstoff der isolierenden Komponente muß somit gasundurchlässig sein und darf zugleich keine elek­ trische Leitfähigkeit aufweisen.For partial electrical insulation of neighboring ver bundle boards against each other (in areas where no elec trolyt-electrode unit between neighboring Verbundlei The composite circuit boards must be provided to be electrically isolated from each other) is an insulating one Component provided, which has the shape of a frame points. Bushings for are in the insulating component gaseous equipment for the electrolyte electrodes provided. Neighboring implementations (the difference equipment) must be gas-tight against each other be isolated. In addition, the insulating component must be ge ensure that no equipment is in the exterior of the  High temperature fuel cell, d. H. for example in the Environment. The material of the insulating component must therefore be impermeable to gas and at the same time must not be elec have tric conductivity.

Die Herstellung einer solchen isolierenden Komponente für ei­ ne Hochtemperatur-Brennstoffzelle erweist sich als sehr auf­ wendig. Bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Her­ stellungsverfahren wird die isolierenden Komponente unmittel­ bar auf die Verbundleiterplatte aufgetragen (d. h. daß die zu­ sammenzufügenden Bauelemente, hier die Verbundleiterplatten, unmittelbar am Herstellungsprozeß beteiligt sind). Die Zusam­ mensetzung in der Oberfläche der Verbundleiterplatte wird we­ nigstens kurzfristig teilweise verändert. Außerdem kann es während des Herstellungsprozesses zu mechanischen Beschädi­ gungen auf der Oberfläche der Verbundleiterplatte kommen.The production of such an insulating component for egg ne high-temperature fuel cell proves to be very agile. In a Her known from the prior art the isolating component is immediate bar applied to the composite circuit board (i.e. that the to assembling components, here the composite circuit boards, are directly involved in the manufacturing process). The Together composition in the surface of the composite circuit board becomes we at least partially changed in the short term. Besides, it can mechanical damage during the manufacturing process come on the surface of the composite circuit board.

In einem weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Verfah­ ren zum Herstellen der isolierenden Komponente (die isolie­ rende Komponente besteht meistens aus einem keramischen Werk­ stoff) wird die isolierende Komponente durch die Anwendung von keramischen Fertigungstechniken (wie z. B. Pressen und Sintern von Platten, Einstellen der Wandstärken der Komponen­ te durch Schleifen, Strukturieren mit einem Laser, usw.) her­ gestellt. Bei diesem Verfahren wird erheblich mehr Werkstoff zum Verarbeiten verwendet, als letztendlich für die fertige isolierende Komponente benötigt wird. Beide Verfahren erwei­ sen sich als sehr aufwendig und kostenintensiv.In a further method known from the prior art to manufacture the insulating component (the isolie The most common component consists of a ceramic plant substance) becomes the insulating component through the application of ceramic manufacturing techniques (such as presses and Sintering plates, adjusting the wall thickness of the components by grinding, structuring with a laser, etc.) posed. This process uses considerably more material used for processing, as ultimately for the finished insulating component is required. Both procedures expire turn out to be very complex and costly.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mit wenigen Schritten eine isolierende Komponente aus einem keramischen Werkstoff für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle herzustel­ len. The invention is based on the object, with a few Steps an insulating component from a ceramic To produce material for a high-temperature fuel cell len.  

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen einer isolierenden Komponente aus einem keramischen Werkstoff für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle zwei Schritte: In einem ersten Schritt (A) wird ein keramischer Werkstoff durch Pul­ verspritzen, insbesondere z. B. thermisches Spritzen, Plasma­ spritzen und Flammspritzen, auf einem maskenartigen Träger, der angenähert die Form der isolierenden Komponente aufweist, aufgetragen. Anschließend wird in einem zweiten Schritt (B) die ausgehärtete Komponente vom Träger gelöst.According to the invention comprises a method of manufacturing a insulating component made of a ceramic material for a high temperature fuel cell two steps: in one first step (A) is a ceramic material by Pul spray, especially z. B. thermal spraying, plasma spray and flame spray, on a mask-like support, which has approximately the shape of the insulating component, applied. Then in a second step (B) the cured component is released from the carrier.

Beim "Pulverspritzen" wird auf ein Werkstück (in der Regel aus Metall; es werden aber auch Kunststoffe verwendet) Pulver gespritzt, das zu einer Schicht aushärtet. Unter manchen Um­ ständen kann das Aushärten bereits ohne zusätzliche Erwärmung ablaufen; insbesondere kann aber auf die Oberfläche eines Trägers ein Pulver gespritzt werden, das bei Erwärmung aus­ härtet ("thermisches Spritzen"). Z. B. könnte bereits der Trä­ ger erwärmt sein. Spritzen und Aushärten bzw. Erwärmen kann also gleichzeitig erfolgen."Powder spraying" is done on a workpiece (usually made of metal; but plastics are also used) powder sprayed, which hardens into a layer. Under some order curing can take place without additional heating expire; in particular, however, the surface of a Carrier a powder is injected, which when heated out hardens ("thermal spraying"). For example, the Trä be warmed up. Spraying and curing or heating can so take place simultaneously.

Beim Verfahren wird die Endform der isolierenden Komponente praktisch bereits beim Spritzen hergestellt, sofern als Ober­ fläche zum Auftragen des keramischen Werkstoffes ein masken­ artiger Träger (also eine Form) verwendet wird, der die äuße­ re Form der herzustellenden isolierenden Komponente aufweist und Volumenänderungen oder andere Änderungen der Abmessungen beim Abkühlen ausreichend berücksichtigt. Die Dicke der auf­ gespritzten Schicht (d. h. die Dicke der Komponente) läßt sich beim Aufspritzen häufig genau einstellen, während andere Ab­ messungen weniger genau eingehalten werden müssen, also durch die Maske nur angenähert vorgegeben sein brauchen. Außerdem kann in einem weiteren Schritt die ausgehärtete Komponente nachbearbeitet werden, um die exakten Endabmessungen zu er­ halten. Beispielsweise können durch ein mechanisches Überar­ beiten der Oberfläche eventuell beim Herstellen in der Ober­ fläche entstandene Inhomogenitäten beseitigt werden.In the process, the final shape of the insulating component practically already produced during spraying, provided that it is used as a top a mask to apply the ceramic material like carrier (i.e. a shape) is used, the outer re form of the insulating component to be produced and volume changes or other changes in dimensions sufficiently taken into account when cooling. The thickness of the on sprayed layer (i.e. the thickness of the component) when spraying often adjust precisely, while others Ab measurements have to be adhered to less precisely, i.e. by the mask only needs to be approximated. Furthermore in a further step, the cured component can be reworked to the exact final dimensions hold. For example, a mechanical overhang  maybe the surface when manufacturing in the upper surface inhomogeneities are eliminated.

Beim Spritzen können die gewünschten Materialeigenschaften, wie beispielsweise eine genügend kleine Porosität, der iso­ lierenden Komponente eingestellt werden. Ist keine Nachbe­ handlung erforderlich oder erfolgt sie bereits in der Form, so ist nach dem Ablösen nach dem Ablösen die isolierende Kom­ ponente zum Einsatz in der Hochtemperatur-Brennstoffzelle be­ reit. Bis zum Einsatz der Komponente erfordert das Verfahren somit keine weiteren Schritte. Da nur die standardgemäßen Vorrichtungen zum Durchführen des Pulverspritzens sowie eine geeignete Form für die isolierende Komponente verwendet wer­ den, ist auch die Anordnung zum Durchführen des Verfahrens mit nur geringem Aufwand zu erstellen. Unnötige Materialkosten, die beispielsweise bei der Herausarbeitung der isolierenden Komponente aus einem massiven Materialblock entstehen, werden vermieden. Das gesamte Herstellungsverfahren erweist sich als kostengünstig.When spraying, the desired material properties, such as a sufficiently small porosity, the iso component. Is not an afterthought action is required or already takes the form so after detachment after detachment is the isolating com component for use in high-temperature fuel cells riding. The procedure requires until the component is used therefore no further steps. Because only the standard ones Devices for performing powder spraying and a suitable shape for the insulating component who used the, is also the arrangement for performing the method with to create with little effort. Unnecessary material costs, which, for example, when working out the insulating Components are made from a solid block of material avoided. The entire manufacturing process turns out to be inexpensive.

Vorzugsweise enthält der maskenartige Träger zum Auftragen des keramischen Werkstoffes ein Metall. Ein maskenartiger Träger aus einem Metall ist besonders gut zum Herstellen der isolierenden Komponente geeignet. Wird beispielsweise als Me­ tall Aluminium (Al) oder Graphit verwendet, so weist die Oberfläche der isolierenden Komponente, die unmittelbar auf dem Träger aufliegt, die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit auf. Außerdem läßt sich die isolierende Komponente gut vom metallischen maskenartigen Träger lösen.Preferably, the mask-like carrier contains for application of the ceramic material is a metal. A mask-like Carrier made of a metal is particularly good for making the insulating component suitable. For example, as Me tall aluminum (Al) or graphite used, so the Surface of the insulating component that is immediately on the desired surface texture on. In addition, the insulating component can be easily from loosen metallic mask-like carrier.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der keramische Werkstoff durch Flammspritzen auf den maskenartigen Träger aufgetragen. Das Flammspritzen ist eine Bezeichnung für ein Flammbehand­ lungsverfahren, bei dem der aufzutragende Werkstoff (hier der keramische Werkstoff) in Draht- oder Pulverform unter Schmel­ zen bzw. Plastifizieren durch Erhitzen in einer mit Preßluft betriebenen Spritzpistole zerstäubt und auf eine feste Ober­ fläche (hier den maskenartigen Träger) geschleudert wird. Dort lagern sich die einzelnen Teilchen zu einer zusammenhän­ genden Schicht aneinander und verklammern sich untereinander und mit dem Spritzgrund durch Adhäsionskräfte. Beim Flamm­ spritzen wird erreicht, daß die isolierende Komponente homo­ gene Werkstoffeigenschaften aufweist.In a further embodiment, the ceramic material applied to the mask-like support by flame spraying. Flame spraying is a term for a flame treatment process in which the material to be applied (here the ceramic material) in wire or powder form under melting  zen or plasticizing by heating in a compressed air operated spray gun atomized and onto a solid upper surface (here the mask-like carrier) is thrown. There the individual particles come together to form a bond layer and cling to each other and with the spray base by adhesive forces. By the flame spray is achieved that the insulating component homo gene material properties.

Vorzugsweise wird der keramische Werkstoff durch Plasmasprit­ zen auf den maskenartigen Träger aufgetragen. Das Plasma­ spritzen ist ein Metallspritzverfahren, das mit Hilfe von Plasmabrennern durchgeführt wird. Die verwendeten Plasmabren­ ner sind Geräte zur Erzeugung hoher Temperaturen für bei­ spielsweise Schmelz-, Schweiß- oder Metallspritzverfahren. Dabei wird meist ein Gas (Sauerstoff, auch Luft, Stickstoff usw., die gegebenenfalls gleichzeitig als Inertgase fungieren können) z. B. durch Anlegen eines hochfrequenten elektromagne­ tischen Feldes ionisiert. Bei der Wiedervereinigung der La­ dungsträger wird Wärme frei, die zum Schmelzen des aufzutra­ genden Werkstoffes verwendet wird. Als weitere Energiequelle zum Plasmaspritzen kann beispielsweise aber auch ein Laser verwendet werden. Die mit einem Plasmabrenner erreichbare Temperatur liegt zwischen 3000 und 50000°C.The ceramic material is preferably made by plasma fuel zen applied to the mask-like carrier. The plasma spraying is a metal spraying process that is carried out with the help of Plasma torches is carried out. The plasma slabs used ner are devices for generating high temperatures for for example melting, welding or metal spraying processes. Usually a gas (oxygen, also air, nitrogen etc., which may also act as inert gases at the same time can) z. B. by applying a high-frequency electromagnetic table field ionized. When the La Manure carrier releases heat, which is used to melt the material is used. As another source of energy a laser can also be used for plasma spraying, for example be used. The one that can be achieved with a plasma torch Temperature is between 3000 and 50000 ° C.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü­ chen beschrieben.Further advantageous embodiments are in the subclaims Chen described.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Weiterbil­ dungen werden Ausführungsbeispiele anhand zweier Figur erläu­ tert. Es zeigen:For a better understanding of the invention and its further development Examples are explained using two figures tert. Show it:

Fig. 1 die Abfolge eines Verfahrensbeispiels der Erfindung zum Herstellen einer isolierenden Komponente aus einem ke­ ramischen Werkstoff für eine Hochtemperatur-Brennstoff­ zelle in schematischer Darstellung; Fig. 1 shows the sequence of a method example of the invention for producing an insulating component made of a ceramic material for a high-temperature fuel cell in a schematic representation;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Hochtemperatur-Brennstoff­ zelle in schematischer Darstellung. Fig. 2 shows a detail of a high-temperature fuel cell in a schematic representation.

In Fig. 1 erkennt man einen Vorratsbehälter 2, der Magnesiuma­ luminat (MgAl2O4) enthält. "Magnesiumaluminat" wird auch als Spinell bezeichnet und besitzt eine oktaedrische Kristall­ struktur. Das Spinell ist als keramischer Werkstoff für eine isolierende Komponente 4 in einer Hochtemperatur-Brennstoff­ zelle 6 (siehe Fig. 2) geeignet, wenn die durch die isolieren­ de Komponente 4 zusammenzufügenden Verbundleiterplatten 8, 10 der Hochtemperatur-Brennstoffzelle 6 aus einer Chrombasisle­ gierung bestehen (unter einer "Chrombasislegierung" versteht man eine Legierung, die als Hauptbestandteil Chrom Cr ent­ hält).In Fig. 1 you can see a reservoir 2 , the Magnesiuma luminate (MgAl 2 O 4 ) contains. "Magnesium aluminate" is also known as spinel and has an octahedral crystal structure. The spinel is suitable as a ceramic material for an insulating component 4 in a high-temperature fuel cell 6 (see FIG. 2) if the composite circuit boards 8 , 10 of the high-temperature fuel cell 6 to be joined together by the insulating component 4 consist of a chromium base alloy ( A "chromium-based alloy" is an alloy that contains chromium Cr as the main constituent).

In einem ersten Schritt (A) wird das Spinell als keramischer Werkstoff durch Plasmaspritzen auf einem maskenartigen Träger 12 (also einer Form, die angenähert die Form der isolierenden Komponente 4 aufweist) aufgetragen. Zum Auftragen wird ein Plasmabrenner 14 verwendet. Der Stickstoff (N2) im Plasma­ brenner 14 wird durch Anlegen eines elektromagnetischen Fel­ des (beispielsweise mit einer Frequenz von 20 MHz) ionisiert. Bei der Wiedervereinigung der Ladungsträger wird Energie in Form von Wärme zum Schmelzen des Spinelles (also des Magnesi­ umaluminats aus dem Vorratsbehälter 2) erzeugt. Das geschmol­ zene Spinell wird auf den Träger 12 gespritzt.In a first step (A), the spinel is applied as a ceramic material by plasma spraying on a mask-like carrier 12 (ie a shape which approximately has the shape of the insulating component 4 ). A plasma torch 14 is used for application. The nitrogen (N 2 ) in the plasma burner 14 is ionized by applying an electromagnetic field (for example with a frequency of 20 MHz). When the charge carriers are reunited, energy is generated in the form of heat for melting the spinel (that is, the magnesium aluminate from the storage container 2 ). The melted spinel is sprayed onto the carrier 12 .

Der Träger 12 weist einen Rahmen 16 und Erhebungen 18 auf. Die Erhebungen 18 sind an denjenigen Orten positioniert, wo die zu erzeugende isolierende Komponente 4 Durchführungen 20 und Durchbrüche 22 aufweisen soll. Durch die Durchführungen 20 werden Betriebsmittel zum Betreiben der Hochtemperatur-Brenn­ stoffzelle 6 geführt und in den Durchbrüchen 22 werden die Elektrolyt-Elektroden-Einheiten der Hochtemperatur-Brenn­ stoffzelle 6 angeordnet. Die Erhebungen 18 sind schraffiert dargestellt. Beim Plasmaspritzen wird der Zwischenraum zwi­ schen den Erhebungen 18 und dem Rahmen 16 ausgefüllt. Vor­ zugsweise weist die isolierende Komponente 4 eine Dicke d von bis zu 3 mm auf.The carrier 12 has a frame 16 and elevations 18 . The elevations 18 are positioned at those locations where the insulating component 4 to be produced is to have bushings 20 and openings 22 . Through the openings 20 resources are for operating the high-temperature fuel cell material out 6 and the electrolyte electrode assemblies are of the high-temperature fuel cell material 6 in the openings 22 are arranged. The elevations 18 are shown hatched. In the case of plasma spraying, the space between the elevations 18 and the frame 16 is filled. Before preferably, the insulating component 4 has a thickness d of up to 3 mm.

Als maskenartigen Träger 12 wird ein metallischer Träger, beispielsweise aus Aluminium (Al) oder Graphit, verwendet. Dadurch wird gewährleistet, daß die an den Träger 12 anlie­ gende Oberfläche der isolierenden Komponente 4 glatt ist (d. h. keine Oberflächenschäden aufweist).A metallic carrier, for example made of aluminum (Al) or graphite, is used as the mask-like carrier 12 . This ensures that the surface of the insulating component 4 lying against the support 12 is smooth (ie has no surface damage).

Neben dem Plasmaspritzen können auch andere Verfahren zum Pulverspritzen eingesetzt werden. Durch das Pulverspritzen kann somit die isolierende Komponente 4 aus jedem gewünschten keramischen Werkstoff auf einfache Weise hergestellt werden. Zum Herstellen der isolierenden Komponente 4 reicht somit be­ reits der Schritt (A) aus.In addition to plasma spraying, other methods for powder spraying can also be used. Powder spraying enables the insulating component 4 to be produced in a simple manner from any desired ceramic material. To produce the insulating component 4, step (A) is thus sufficient.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein MgO/Al2O3-Ge­ misch als keramischer Werkstoff zum Herstellen der isolieren­ den Komponente 4 verwendet. Besonders geeignet ist dabei eine Zusammensetzung des Gemisches, bei dem in etwa 63 Gew.-% Ma­ gnesiumoxid (MgO) und 37 Gew.-% Aluminiumoxid (Al2O3) verwen­ det werden.In another exemplary embodiment, a MgO / Al 2 O 3 mixture is used as the ceramic material for producing the isolating component 4 . A composition of the mixture in which approximately 63% by weight magnesium oxide (MgO) and 37% by weight aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are used is particularly suitable.

In einem zweiten Schritt (B) wird die isolierende Komponente 4 von dem Träger 12 getrennt. Da der Träger 12 aus einem Me­ tall besteht, ist diese mechanische Trennung der isolierenden Komponente 4 vom Träger 12 ohne größeren Aufwand möglich. Nach erfolgter Trennung ist die isolierende Komponente 4 für den Einsatz in der Hochtemperatur-Brennstoffzelle 6 bereit. In a second step (B), the insulating component 4 is separated from the carrier 12 . Since the carrier 12 consists of a tall, this mechanical separation of the insulating component 4 from the carrier 12 is possible without great effort. After separation, the insulating component 4 is ready for use in the high-temperature fuel cell 6 .

Insbesondere kann die Oberfläche und die Form der isolieren­ den Komponente 4 in einem dritten Schritt (C) nachgearbeitet werden (falls sie noch Inhomogenitäten auf ihrer Oberfläche aufweisen sollte oder ihre äußeren Abmessungen noch nicht ex­ akt mit den geforderten Vorgaben übereinstimmen).In particular, the surface and the shape of the isolating component 4 can be reworked in a third step (C) (if it should still have inhomogeneities on its surface or its external dimensions do not yet exactly match the required specifications).

Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt aus einer Hoch­ temperatur-Brennstoffzelle 6 ist die isolierende Komponente 4 zwischen den beiden zusammenzufügenden Verbundleiterplatten 8, 10 angeordnet. Die Durchführungen 20 und die Durchbrüche 22 der isolierenden Komponente 4 aus Fig. 1 sind nicht sichtbar. Die nach dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren hergestellte isolierende Komponente 4 ist über die glasartigen Schichten 26, 28 an die Verbundleiterplatten 8 und 10 angekoppelt. Die Verbundleiterplatten 8, 10 enthalten eine Chrombasislegierung und die isolierende Komponente 4 besteht aus dem Spinell. Durch die glasartigen Schichten 26, 28 wird die isolierende Komponente 4 mit den Verbundleiterplatten 8, 10 stoffschlüssig und gasisolierend verbunden. Die isolierenden Schichten 26, 28 enthalten vorzugsweise ein alkalifreies Glaslot.According to the section of a high-temperature fuel cell 6 shown in FIG. 2, the insulating component 4 is arranged between the two composite circuit boards 8 , 10 to be joined. The bushings 20 and the openings 22 of the insulating component 4 from FIG. 1 are not visible. The insulating component 4 produced by the method shown in FIG. 1 is coupled to the composite printed circuit boards 8 and 10 via the glass-like layers 26 , 28 . The composite printed circuit boards 8 , 10 contain a chromium-based alloy and the insulating component 4 consists of the spinel. The glass-like layers 26 , 28 connect the insulating component 4 to the composite printed circuit boards 8 , 10 in a material and gas-insulating manner. The insulating layers 26 , 28 preferably contain an alkali-free glass solder.

In Abhängigkeit von dem gewünschten Abstand zwischen den bei­ den Verbundleiterplatten 8, 10 kann die isolierende Komponente 4 nach dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren in der vorgegebe­ nen Dicke hergestellt werden. Das Verfahren ist ist somit be­ sonders für die Herstellung von Hochtemperatur-Brennstoffzel­ len geeignet.Depending on the desired distance between the in the composite circuit boards 8 , 10 , the insulating component 4 can be produced in the predetermined thickness by the method shown in FIG. 1. The method is therefore particularly suitable for the production of high-temperature fuel cells.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer isolierenden Komponente (4) aus einem keramischen Werkstoff für eine Hochtemperatur-Brenn­ stoffzelle (6) mit folgenden Schritten:
  • - In einem ersten Schritt (A) wird ein keramischer Werkstoff durch Pulverspritzen auf einem maskenartigen Träger (12), der angenähert die Form der isolierenden Komponente (4) aufweist, aufgetragen und ausgehärtet, und
  • - in einem zweiten Schritt (B) die ausgehärtete Komponente (4) vom Träger (12) abgelöst wird.
1. A method for producing an insulating component ( 4 ) from a ceramic material for a high-temperature fuel cell ( 6 ) with the following steps:
  • - In a first step (A), a ceramic material is applied and cured by powder spraying on a mask-like carrier ( 12 ), which has approximately the shape of the insulating component ( 4 ), and
  • - In a second step (B) the cured component ( 4 ) is detached from the carrier ( 12 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem weiteren Schritt (C) durch Nachbearbeitung die ausgehärtete Komponente (4) auf ihre Endabmessungen gebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the cured component ( 4 ) is brought to its final dimensions in a further step (C) by post-processing. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich­ net durch eine Dicke d bis zu 3 mm für die Kompo­ nente (4).3. The method according to claim 1 or 2, marked net by a thickness d up to 3 mm for the component ( 4 ). 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen metallischen Träger (12).4. The method according to any one of the preceding claims, characterized by a metallic carrier ( 12 ). 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kera­ mische Werkstoff durch Flammspritzen aufgetragen wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the kera Mix material is applied by flame spraying. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der keramische Werkstoff durch Plasma­ spritzen aufgetragen wird. 6. The method according to claim 5, characterized records that the ceramic material by plasma spray is applied.   7. Hochtemperatur-Brennstoffzelle (6) mit einer nach einem der vorherigen Ansprüche hergestellten isolierenden Kompo­ nente (4).7. High-temperature fuel cell ( 6 ) with an insulating component ( 4 ) produced according to one of the preceding claims.
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