DE19941282A1 - Schicht zwischen Kathode und Interkonnektor einer Brennstoffzelle sowie Herstellungsverfahren einer solchen Schicht - Google Patents

Schicht zwischen Kathode und Interkonnektor einer Brennstoffzelle sowie Herstellungsverfahren einer solchen Schicht

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Abstract

Die Erfindung betrifft temperaturstabile, elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen einem keramischen und einem metallischen Bauteil, die durch eine gesinterte, elektrisch leitfähige Paste hergestellt werden. Durch die für Keramiken relativ niedrige Sintertemperaturen kommen nur Stoffklassen mit einem vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt in Frage. Bevorzugt werden Kuprate mit Schmelzpunkten zwischen 800 C und 1400 C eingesetzt. DOLLAR A Verfahrensgemäß wird auf einen Interkonnektor eine Paste aufgerakelt, die Kupratmaterial aufweist. Der Interkonnektor mit der aufgerakelten Paste wird zusammen mit anderen Brennstoffzellenkomponenten gesintert und damit zusammengefügt. Durch Wahl des geeigneten Kuprats kann der Fügeprozeß auf das für die Gasabdichtung verwendete Gaslot abgestimmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schicht, insbesondere eine elektrisch leitfähige, keramische Schicht, zwischen einem Interkonnektor (verbindendes Bauelement, Verbin­ dungsschicht) und einer Kathode einer Brennstoffzelle. Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine solche Schicht.
Ein Interkonnektor ist ein verbindendes Bauelement, welches einzelne Membran-Elektroden-Einheiten miteinan­ der verbindet. Ein Interkonnektor weist typischerweise Strom-Leitungsstege und Gasversorgungskanäle auf. Das Material eines Interkonnektors, das der Elektroden so­ wie das Material der Verbindungsschicht werden aufein­ ander abgestimmt, um chemische Wechselwirkungen mög­ lichst gering zu halten.
Die Elektroden einer Hochtemperaturbrennstoffzelle be­ stehen dabei beispielsweise aus Lanthanmanganit (Ka­ thode) oder einem Verbundwerkstoff aus Nickel und Yt­ trium-stabilisiertem Zirkoniumoxid (Anode). Der Verbund aus Anode, Elektrolyt und Kathode wird Membran-Elektro­ den-Einheit genannt.
Hochtemperatur-Brennstoffzellen werden für Betriebstem­ peraturen zwischen 700°C und 1000°C entwickelt. Je nach Entwicklungsziel kommen unterschiedliche Werk­ stoffe zum Einsatz, die für die angestrebte Betriebs­ temperatur geeignet sind. So werden beispielsweise Brennstoffzellen, die bei 1000°C betrieben werden sol­ len, aus einer ca. 200 µm dicken Elektrolytschicht aus Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid aufgebaut, auf der die etwa 50 µm dicken Elektroden (Kathode aus Lanthanmanganit und Anode aus einem Gemisch aus Ni und YSZ), aufgebracht werden. Als elektrisch verbindendes Bauteil (Interkonnektor) für den Aufbau eines Zellen­ stapels werden beispielsweise temperaturbeständige Keramikplatten aus Lanthanchromit verwendet, wie aus D. Stolten, in: Verbundwerkstoffe und Werkstoffver­ bunde, Hrsg.: G. Ziegler, DGM Informationsgesellschaft- Verlag, 1996, S. 283, bekannt ist.
Darin wird beschrieben, daß die Zellen durch einen Fü­ geprozeß, d. h. durch eine Temperaturbehandlung bei etwa 1200-1300°C derart miteinander verbunden und ab­ gedichtet werden, daß keramische Pasten zwischen den Elektroden und den Interkonnektoren aufgebracht werden, die während der Temperaturbehandlung aushärten und sich durch Diffusionsprozesse (Sinterung) fest mit den be­ nachbarten Brennstoffzellenkomponenten verbinden. Um eine chemische Wechselwirkung zwischen den Komponenten möglichst zu vermeiden, werden chemisch ähnliche und miteinander verträgliche Werkstoffe eingesetzt. So kann man beispielsweise für das Fügen zwischen Kathode und Interkonnektor eine Paste aus dem Kathodenwerkstoff Lanthanmanganit oder dem Interkonnektorwerkstoff Lanthanchromit verwenden.
Wie in H. P. Buchkremer, U. Diekmann, L. G. J. de Haart, H. Kabs, U. Stimming, D. Stöver, in: Proc. 5th Int. Symp. Solid Oxide Fuel Cells (SOFC-V), Hrsg.: U. Stimming, S. C. Singhal, H. Tagawa, W. Lehnert, The Electrochemical Society, Pennington, NJ, 1997, S. 160 beschrieben ist, wurden für niedrigere Betriebstempera­ turen Brennstoffzellen-Systeme entwickelt, bei denen durch Verringerung des elektrischen Widerstandes des Elektrolyten eine gleiche Zellenleistung bei niedriger Temperatur möglich ist. Gleichzeitig kann durch die niedrigeren Betriebstemperaturen ein wesentlich kosten­ günstigerer Interkonnektor aus ferritischem Stahl ver­ wendet werden. Nachteilig ergibt sich bei diesem Brenn­ stoffzellen-System das Problem, daß Fügetemperaturen von mehr als 900°C unbedingt zu vermeiden sind, damit die metallischen Interkonnektoren nicht geschädigt wer­ den. Andererseits sind die bisher verwendeten Materia­ lien für eine Verbindungsschicht aus Lanthanmanganit oder Lanthankobaltit bei Temperaturen von 900°C oder darunter wenig sinteraktiv, d. h. die notwendigen Dif­ fusionsprozesse sind zu gering, als daß auf Dauer ein guter elektrischer Kontakt entsteht.
Nachteilig ist auch, daß die Schichten, die sich aus den keramischen Pasten bilden, sehr porös sind und da­ durch eine Korrosion des Stahls durch die durchströ­ mende Luft im Kathodenraum nicht verhindern.
Aus R. Ruckdäschel, R. Henne, G. Schiller, H. Greiner, in: Proc. 5th Int. Symp. Solid Oxide Fuel Cells (SOFCV), Hrsg.: U. Stimming, S. C. Singhal, H. Tagawa, W. Lehnert, The Electrochemical Society, Pennington, NJ, 1997, S. 1273 ist bekannt, daß eine vor Korrosion schützende Keramikschicht dicht sein sollte, damit auch eventuelle Kontaminationen der Kathode durch Chrom aus dem Stahl vermieden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine keramische Schicht für eine Brennstoffzelle zu schaffen, die bei Tempera­ turen unterhalb von 900°C eine elektrische leitfähige und fest haftende Verbindungsschicht zwischen einer Elektrode und einem Interkonnektor dieser Brennstoff­ zelle zu bilden vermag, und die gleichzeitig die Ka­ thode vor Chrom-Kontaminationen zu schützen vermag. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungs­ verfahren für eine solche Verbindungsschicht zu schaf­ fen. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, einen Brenn­ stoffzellenstapel für den Betrieb bei niedrigen Be­ triebstemperaturen zu schaffen, bei dem eine leitfähige und fest haftende Verbindung zwischen einer Elektrode und einem Interkonnektor, insbesondere aus ferritischem Stahl, gebildet wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen sind den darauf rückbezogenen Ansprüchen zu entnehmen. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Nebenan­ spruchs 6. Des weiteren wird die Aufgabe durch einen Brennstoffzellenstapel gemäß Nebenanspruch gelöst.
Die erfindungsgemäße Schicht gemäß Anspruch 1 ist eine keramische, elektrisch leitfähige Schicht zwischen einem Interkonnektor und einer Kathode einer Brenn­ stoffzelle, im folgenden Verbindungsschicht genannt, die Kuprate, CuO/Kuprat-Verbindungen oder Sil­ ber/Kuprat-Verbindungen aufweist, und Schmelzen oder Teilschmelzen im Bereich von 800-1400°C bildet.
Die erfindungsgemäße keramische Verbindungsschicht be­ sitzt eine hohe elektrische Leitfähigkeit und bildet schon bei Temperaturen von 700°C bis 900°C gasdichte und gut haftende Schichten auf einem Interkonnektor bzw. einer Elektrode aus. Die erfindungsgemäße Verbin­ dungsschicht ermöglicht daher bei Brennstoffzellen-Sy­ stemen, die bei geringeren Betriebstemperaturen betrie­ ben werden, als Interkonnektormaterial ferritischen Stahl einzusetzen. Dieser ist sehr viel kostengünstiger als die Materialien, die für einen Hochtemperaturein­ satz notwendig sind.
Als Material für die Verbindungsschicht werden bei­ spielsweise Kuprat-haltige Keramiken eingesetzt. Dazu gehören die als Hochtemperatur-Supraleiter bekannten Materialien auf Kupferoxid-Basis, z. B. Kuprate mit der Zusammensetzung (La,Sr)2CuO4-d, YBa2Cu3O7-d, Bi2Sr2CaCu2O8+d oder auch Bi2(Sr,Ca)2CuO6+d bzw. (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+d. Ferner sind als Materialien für die erfindungsgemäße Verbindungsschicht auch Gemenge aus CuO und Kupraten bzw. Ag und Kupraten geeignet. Dabei können die Gehalte von CuO in dem Gemenge bis zu 30 Gew.-% bzw. von Ag bis zu 100 Gew.-% betragen. Gemenge aus Ag und Kupraten weisen besonders vorteilhaft Gehalte bis zu 10 Gew.-% Ag auf.
Die Materialien für die Verbindungsschichten bilden im Bereich von 800°C bis 1400°C Schmelzen oder Teil­ schmelzen. Unter Teilschmelze versteht man das Schmel­ zen einer einzelnen Komponente in einem Komponentenge­ menge. Bei Komponenten mit diesen Schmelz- bzw. Teil­ schmelztemperaturen können vorteilhaft durch geeignete Variation in der Zusammensetzung erwünschte Fügetempe­ raturen, beispielsweise im Bereich zwischen 700°C und 900°C, eingestellt werden. Ein Fachmann kann für eine gewählte Zusammensetzung durch einige wenige Versuche den entsprechenden Bereich der Fügetemperatur ermit­ teln, und im Bedarfsfall die Zusammensetzung entspre­ chend variieren.
Die in dem rückbezogenen Anspruch 2 beschriebene vor­ teilhafte Ausführungsform offenbart Kuprate der Zusam­ mensetzung Ln2-xMxCuO4-d oder Gemenge aus Ln2-xMxCuO4-d und CuO mit bis zu 30 Gew.-% CuO,
mit 0 ≦ x ≦ 0,5, Ln = Y, Sc, La, Lanthanide und M = Ca, Sr, Ba, als Material für die erfindungsgemäße Schicht, mit denen sich Fügetemperaturen von 880 bis 1000°C realisieren lassen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß Anspruch 3 weist die Verbindungsschicht Kuprate der Zusammensetzung LnM2Cu3O7-d oder Gemenge aus LnM2Cu3O7-d und CuO mit bis zu 30 Gew.-% CuO auf, mit Ln = Y, Sc, La, Lanthanide, und M = Sr, Ba. Damit sind Fügetempera­ turen von 800-900°C möglich.
Noch tiefere Fügetemperaturen zwischen 700°C und 850°C erzielt man mit Kupraten der Zusammensetzung Bi2+xSr3-xCayCu2O8+d mit 0 ≦ x ≦ 0,7 und 0,5 ≦ y ≦ 1,75, oder Kupraten der Zusammensetzung (Bi,Pb)2+xSr4-xCayCu3O10+d mit 0 ≦ x ≦ 0,7 und 1,8 ≦ y ≦ 2,3, oder Kupraten der Zusammensetzung Bi2+xSr2-yCayCuO6+a mit 0 ≦ x ≦ 0,7 und 0 ≦ y ≦ 1,8, wie sie in Anspruch 4 beschrieben sind.
Gemäß Anspruch 5 sind weitere vorteilhafte Beispiele für Verbindungsmaterialien mit Silber unter anderem Kuprate der Zusammensetzung Bi2Sr2CaCu2Oa+d oder Gemenge aus Bi2Sr2CaCu2O8+d und Silber mit bis zu 10 Gew.-% Ag. Weitere Zugabe von Ag bis zu 100 Gew.-% erhöht wiederum den Schmelzpunkt bis auf 960°C, so daß Fügetemperaturen von 750°C bis ca. 900°C realisiert werden können.
Die erfindungsgemäße Verbindungsschicht weist ferner den Vorteil auf, daß die Kathode vor Chrom-Kontamina­ tionen geschützt wird. Der Interkonnektor weist in der Regel Chrom als Legierungsbestandteil auf. Bei hohen Betriebstemperaturen können gasförmige Chromverbindun­ gen regelmäßig durch poröse Keramikverbindungsschichten bis an die Kathode gelangen, und dort zu einer Kontami­ nation (Vergiftung) führen. Die erfindungsgemäße Ver­ bindungsschicht ist nahezu gasundurchlässig und verhin­ dert so regelmäßig eine Kontamination der Kathode durch gasförmiges Chrom aus dem Interkonnektor.
Vorteilhaft wird deshalb gemäß Anspruch 7 die erfin­ dungsgemäße Verbindungsschicht auf der gesamten Ober­ fläche des Interkonnektors aufgebracht, die der Kathode zugewandt ist.
Das Verfahren zur Herstellung einer keramischen Verbin­ dungsschicht nach Anspruch 6 weist folgende Schritte auf:
  • a) aus einem Pulver umfassend Kuprate, CuO/Kuprat-Ver­ bindungen oder Silber/Kuprat-Verbindungen wird eine Paste hergestellt,
  • b) die Paste wird zwischen Interkonnektor und Elektrode aufgebracht, und
  • c) Elektrode, Paste und Interkonnektor werden zusammen auf eine geeignete Fügetemperatur erwärmt.
Das Verfahren ist leicht durchführbar. Das einzuset­ zende Pulver kann entsprechend der gewählten Fügetempe­ ratur zusammen gemischt werden und wahlweise zunächst auf die Kathode und/oder den Interkonnektor, bzw. die Stege eines Interkonnektors aufgebracht werden. Die gemeinsame Erwärmung verhindert regelmäßig mechanische Spannungen zwischen der Kathode, dem Interkonnektor und der sich ausbildenden Verbindungsschicht.
Der vorteilhafte Einsatz der erfindungsgemäßen Schicht liegt gemäß Anspruch 8 und 9 im Bereich der Brennstoff­ zellen, bzw. ganzer Brennstoffzellenstapel.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert. Ferner werden zwei Bei­ spiele für ein Verfahren zur Herstellung einer erfin­ dungsgemäßen Verbindungsschicht gegeben:
Gegenstand der Erfindung ist eine keramische Verbin­ dungsschicht, die eine gute elektrische Leitfähigkeit für einen elektrischen Kontakt zwischen einer Kathode und einem Interkonnektor (in diesem Fall einem ferriti­ schen Stahl) aufweist und die bereits bei Temperaturen von 700-900°C eine gasdichte und gut haftende Schicht bildet. Dafür gut geeignete keramische Materia­ lien sind bekannt als Hochtemperatur-Supraleiter. Sie bestehen aus Kupraten unterschiedlicher Zusammenset­ zung, wie z. B. (La,Sr)2CuO4-d, YBa2Cu3O7-d, Bi2Sr2CaCu2O8+d oder (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+d. Der Vorteil dieser Kuprate ist ihr relativ niedriger Schmelzpunkt zwischen etwa 800°C und 1050°C (siehe dazu auch P. Majewski, Super­ cond. Sci. Technol., 10 (1997) 453, und T. Aselage, K. Keefer, J. Mater. Res., 3 (1988) 1279). Durch Sin­ tertemperaturen kurz unterhalb des Schmelzpunktes (50-150°C) kann eine hohe Verdichtung der Materialien er­ reicht werden.
Diese Sintertemperaturen entsprechen nicht nur den ge­ wünschten Fügetemperaturen für Brennstoffzellen, son­ dern es ist auch möglich, durch Wahl der Zusammenset­ zung eine genaue Abstimmung mit dem Erweichungspunkt des eingesetzten Glaslotes für die Brennstoffzellen- Randabdichtung zu erreichen.
Als Beispiel sei das System Bi-Sr-Ca-Cu-O genannt. Nach C. L. Lee, J. J. Chen, W. J. Wen, T. P. Peng, J. M. Wu, T. B. Wu, T. S. Chin, R. S. Liu, P. T. Wu, J. Mater. Res., 5 (1990) 1403, existiert bei 900°C im quasi-ter­ nären Phasendiagramm Bi2O3-(Ca,Sr)O-CuO bereits ein großer Liquidusbereich. Bi2Sr2CaCu2O8+d besitzt als reine Verbindung einen Schmelzpunkt von 895°C. Da dieses Material jedoch in einem breiten Zusammensetzungsbe­ reich stabil ist, der mit der Formel Bi2+xSr3-yCayCu2O8+d und den Grenzen 0 < x < 0,7 und 0,5 < y < 1,75 be­ schrieben werden kann, können durch gezielte Variation der Zusammensetzung Schmelztemperaturen von 810-895°C erreicht werden, wie in W. K. Wong-Ng, L. P. Cook, J. Am. Ceram. Soc., 81 (1998) 1829 beschrieben wird. Diese Materialien sind bei den angegebenen Temperaturen leicht verformbar und können während der Assemblierung innere Spannungen durch die geometrische Anordnung des Zellenstapels, einer außen angelegten Kraft oder der Erweichung des Glaslotes abbauen. Mit diesen Bismut­ haltigen Keramiken sind Fügetemperaturen zwischen 700°C und 850°C realisierbar. Der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient von Bi2Sr2CaCu2O8+d (10,5 × 10-6 K-1 aus A. C. Momin. E. B. Mirza, M. D. Mathews, Int. J. Thermophys., 12 (1991) 585) ist zudem in sehr guter Übereinstimmung mit anderen Komponenten der Brennstoff­ zelle.
Auch durch die Zugabe von anderen Kationen wie Bleioxid zur Bildung von (Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8+d und (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+d oder wie Silber zur Herstellung von Ag/Keramik-Verbundwerkstoffen verringern sich die Schmelztemperaturen um 30-40°C (für Ag bis zu Gehalten von 10 Gew.-%). Während Bleioxid-Zusätze keine genü­ gende thermische Stabilität besitzen und zur Ent­ mischung bei SOFC-Betriebsbedingungen neigen, sind die Silber-haltigen Verbindungen für die Anwendung in Brennstoffzellen gut geeignet.
Als ein weiteres Beispiel für ein geeignetes Material ist der Supraleiter YBa2Cu3O7-d aus A. C. Momin. E. B. Mirza, M. D. Mathews, Int. J. Thermophys., 12 (1991) 585, bekannt, der bei 1015°C inkongruent schmilzt. Überraschend wurde gefunden, daß durch Zugabe von CuO die Schmelztemperatur um etwa 75°C auf 940°C abge­ senkt werden kann, so daß bei Einsatz eines solchen Materials in einer Brennstoffzelle ein Fügen bei 800-950°C leicht dichte und fest haftende YBa2Cu3O7-d- Schichten ergibt.
Ein weiteres Materialbeispiel für eine erfindungsgemäße Verbindungsschicht ist La2CuO4-d, welches inkongruent bei 1360°C schmilzt (J. M. S. Skakle, A. R. West, J. Am. Ceram. Soc., 77 (1994) 2199). Substitutionen des La durch Erdalkali-Ionen ändern die Temperaturabhängig­ keit der Phasen im Solidus- und Subsolidusbereich unwe­ sentlich. Durch Zugabe von wenigen Gew.-% CuO kann je­ doch eine Teilschmelze bei 1030-1040°C erreicht wer­ den. Ein Fügeprozeß von Brennstoffzellen ist somit bei 880-980°C möglich.
Die Einstellung einer geeigneten Fügetemperatur ge­ schieht durch die Wahl der Materialien und deren Zusam­ mensetzung.
Für Fügetemperaturen zwischen 880°C und 1000°C sind besonders Kuprate der Zusammensetzung Ln2-xMxCuO4-d oder Gemenge aus Ln2-xMxCuO4-d und CuO mit bis zu 30 Gew.-% CuO geeignet, mit 0 ≦ x ≦ 0,5, Ln = Y, Sc, La, La, Lanthanide, und M = Ca, Sr, Ba.
Eine etwas geringere Fügetemperatur zwischen 800°C und 950°C ist mit Kupraten der Zusammensetzung LnM2Cu3O7-d oder Gemengen aus LnM2Cu3O7-d und CuO mit bis zu 30 Gew.-% CuO möglich, mit Ln = Y, Sc, La, Lanthanide, und M = Sr, Ba.
  • 1. Herstellungsverfahren für eine Verbindungsschicht für eine Fügetemperatur von 900°C:
    • a) 100 g YBa2Cu3O7-d Pulver mit einer mittleren Korngröße zwischen 0,5 bis 2,5 µm werden mit 100 g eines Terpineol-haltigen Lösungsmittelge­ misches (Verdünner 8250, Fa. Dupont), dem zuvor 10 Gew.-% Ethylzellulose als Binder zugesetzt wurden, gemischt und anschließend auf einem Drei-Walzen-Stuhl so homogenisiert, daß eine hochviskose fließfähige Paste entsteht.
    • b) Diese Masse wird durch eine Dickschichttechnik, in diesem Fall durch Sieb- bzw. Maskendruck­ technik, auf die Gasstege der Interkonnektor­ platten aufgedruckt. Vorteilhafter ist jedoch die vollständige Beschichtung der Interkonnek­ torplatte, bei der sowohl Gasstege als auch Gaskanäle durch einen Tauchprozeß mit einer niedrigviskosen Paste beschichtet werden, um eine Verdampfung von Chrom aus dem Metall des Interkonnektors zu verhindern.
    • c) Im noch nassen Zustand werden die bedruckten Interkonnektorplatten und die am Rand mit Glas­ lot beschichteten Brennstoffzellen abwechselnd zu einem Brennstoffzellenstapel zusammenge­ setzt.
    • d) Nach dem Einsetzen in ein Metallgehäuse mit Gasversorgungseinrichtung wird dieses Modul auf 900°C für 2 Stunden geheizt und ist dann ein­ satzfähig.
  • 2. Herstellungsverfahren für eine Verbindungsschicht für eine Fügetemperatur von 750°C:
    • a) 100 g Bi2,15Sr2CaCu2O8+d Pulver mit einer mittle­ ren Korngröße von etwa 1 µm werden mit 100 g eines Terpineol-haltigen Lösungsmittelgemisches (Verdünner 8250, Fa. Dupont), dem zuvor 10 Gew.-% Ethylzellulose als Binder zugesetzt wurden, gemischt und anschließend auf einem Drei-Walzen-Stuhl so homogenisiert, daß eine hochviskose fließfähige Paste entsteht.
    • b) und c) wie bei Ausführungsbeispiel 1
    • c) Nach dem Einsetzen in ein Metallgehäuse mit Gasversorgungseinrichtung wird dieses Modul auf 750°C für 2 Stunden geheizt und ist dann ein­ satzfähig.
      Verfahrensgemäß wird auf einen Interkonnektor eine Paste aufgerakelt, die Kupratmaterial auf­ weist. Der Interkonnektor mit der aufgerakelten Paste wird zusammen mit anderen Brennstoffzel­ lenkomponenten gesintert und damit zusammenge­ fügt. Durch Wahl des geeigneten Kuprats kann der Fügeprozeß auf das für die Gasabdichtung verwendete Glaslot abgestimmt werden.

Claims (10)

1. Keramische, elektrisch leitfähige Schicht zwischen einem Interkonnektor und einer Kathode einer Brenn­ stoffzelle, im folgenden Verbindungsschicht genannt, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - diese Verbindungsschicht Kuprate, CuO/Kuprat- Verbindungen oder Silber/Kuprat-Verbindungen aufweist,
  • - und diese Verbindungsschicht Schmelzen oder Teilschmelzen im Bereich von 800-1400°C bil­ det.
2. Verbindungsschicht nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindungsschicht Kuprate der Zusammenset­ zung Ln2-xMxCuO4-d oder Gemenge aus Ln2-xMxCuO4-d und CuO mit bis zu 30 Gew.-% CuO aufweist, mit 0 ≦ x ≦ 0,5, Ln = Y, Sc, La, Lanthanide und M = Ca, Sr, Ba.
3. Verbindungsschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindungsschicht Kuprate der Zusammenset­ zung LnM2Cu3O7-d oder Gemenge aus LnM2Cu3O7-d und CuO mit bis zu 30 Gew.-% CuO aufweist, mit Ln = Y, Sc, La, Lanthanide und M = Sr, Ba.
4. Verbindungsschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindungsschicht Kuprate der Zusammenset­ zung Bi2+xSr3-xCayCu2O8+d mit 0 ≦ x ≦ 0,7 und 0,5 ≦ y ≦ 1,75 oder Kuprate der Zusammensetzung (Bi,Pb)2+xSr4-xCayCu3O10+d mit 0 ≦ x ≦ 0,7 und 1,8 ≦ y ≦ 2,3 oder Kuprate der Zusammensetzung Bi2+xSr2-yCayCuO6+d mit 0 ≦ x ≦ 0,7 und 0 ≦ y ≦ 1,8 aufweist.
5. Verbindungsschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindungsschicht Kuprate der Zusammenset­ zung Bi2Sr2CaCu2C8+d oder Gemenge aus Bi2Sr2CaCu2O8+d und Ag mit bis zu 100 Gew.-% Ag aufweist, vorzugs­ weise bis zu 10 Gew.-%.
6. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Verbin­ dungschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den Schritten
  • - aus einem Pulver umfassend Kuprate, CuO/Kuprat- Verbindungen oder Silber/Kuprat-Verbindungen wird eine Paste hergestellt,
  • - die Paste wird zwischen Interkonnektor und Elek­ trode aufgebracht,
  • - Elektrode, Paste und Interkonnektor werden zu­ sammen auf eine geeignete Fügetemperatur er­ wärmt.
7. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Verbin­ dungschicht nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste auf der gesamten Kathodenoberfläche auf­ gebracht wird.
8. Brennstoffzelle mit einer Verbindungsschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5.
9. Brennstoffzellenstapel aus Brennstoffzellen mit wenigstens einer Verbindungsschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5.
10. Verwendung von Kupraten, CuO/Kuprat-Verbindungen oder Silber/Kuprat-Verbindungen als Material für eine keramische, elektrisch leitende Verbindungs­ schicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 zwischen einem Interkonnektor und einer Elek­ trode in einer Brennstoffzelle.
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