DE69304792T2 - Festoxidbrennstoffzelle - Google Patents
FestoxidbrennstoffzelleInfo
- Publication number
- DE69304792T2 DE69304792T2 DE69304792T DE69304792T DE69304792T2 DE 69304792 T2 DE69304792 T2 DE 69304792T2 DE 69304792 T DE69304792 T DE 69304792T DE 69304792 T DE69304792 T DE 69304792T DE 69304792 T2 DE69304792 T2 DE 69304792T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel
- air
- fuel cell
- solid oxide
- spacer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 81
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 27
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 34
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 23
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 13
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 10
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- DTDCCPMQHXRFFI-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)chromium lanthanum(3+) Chemical compound [La+3].[La+3].[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O DTDCCPMQHXRFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- HBAGRTDVSXKKDO-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)manganese lanthanum(3+) Chemical compound [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])(=O)=O.[O-][Mn]([O-])(=O)=O.[O-][Mn]([O-])(=O)=O HBAGRTDVSXKKDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
- H01M8/2435—High-temperature cells with solid electrolytes with monolithic core structure, e.g. honeycombs
-
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Feststoffoxidbrennstoffzelle.
- Üblicherweise wird als das Material von Abstandshaltern einer Feststoffoxidbrennstoffzelle Yttrium-stabilisierte Zirkonerde (nachfolgend bezeichnet als YSZ; YSZ = Yttrium- Stabilized Zirconia) verwendet, da YSZ eine hohe elektrolytische Leitfähigkeit und chemische Stabilität aufweist. Lanthanchromat oder eine Verbindung aus Lanthanchromat und einer Legierung (z.B. solche mit Kalzium, usw.) wird als das Material von Zwischenverbindern verwendet. Kalzium wird hinzugefügt, um ein Sintern von Lanthanchromat zu fördern.
- Um den Wirkungsgrad einer Leistungserzeugung einer Feststoffoxidbrennstoffzelle zu steigern, sollte die innere Impedanz verringert werden. Als ein Weg des Herabsetzens der inneren Impedanz ist es bekannt, daß Bestandteile, wie z.B. Elektrolyte und Zwischenverbinder, in der Form von Grünschichten laminiert und zusammen gesintert werden. Durch dieses Verfahren kann eine dünne Feststoffoxidbrennstoffzelle hergestellt werden. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, sowohl die Charakteristik von feinen Teilchen des Materials jeder Grünschicht als auch die Menge eines hinzuzufügenden Bindemittels zu steuern, derart, daß die Grünschichten beim Sintern mit dem gleichen Schrumpfungsprozentsatz schrumpfen werden. Während des Sinterns diffundieren jedoch Chrom und Kalzium von einem Zwischenverbinder, der aus Lanthanchromat besteht, zu einem Abstandshalter, der aus YSZ besteht. Demgemäß ändern sich der Schrumpfungsprozent satz und die Sintercharakteristik des Zwischenverbinders, wobei ein Verziehen und eine Trennung zwischen dem Zwischenverbinder und dem Abstandshalter auftreten.
- Das EP-A-0426265 offenbart eine Brennstoffzelle, die eine erzeugende Schicht aufweist, die einen Feststoffelektrolytfilm und eine Brennstoffelektrode auf der einen Seite und eine Sauerstoffelektrode auf der anderen Seite derselben umfaßt. Die bekannte Brennstoffzelle umfaßt eine Trägerschicht auf der Brennstoffseite und eine Trägerschicht auf der Sauerstoffseite. Ferner ist ein Stützstab zum Verhindern einer Leckage von Oxidationsmittel zur Brennstoffseite und einer Leckage von den Brennstoffgasen zur Oxidationsmittelseite vorgesehen. Eine Zwischenverbinderschicht ist an der Oberseite der Anordnung der erzeugenden Schicht, der Stützstäbe und der Trägerschichten angeordnet.
- Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Feststoffoxidbrennstoffzelle mit Abstandshaltern und Zwischenverbindern zu schaffen, die durch Sintern miteinander verbunden sind, ohne daß ein Verziehen und eine Trennung verursacht wird.
- Dieses Ziel wird durch Feststoffoxidbrennstoffzellen gemäß den Ansprüchen 1 und 6 erreicht.
- Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Barrierenfilm zwischen einem Brennstoffabstandshalter und dem angrenzenden Zwischenverbinder und einem weiteren Barrierenfilm zwischen einem Luftabstandshalter und dem angrenzenden Zwischenverbinder auf.
- Der Brennstoffabstandshalter und der Luftabstandshalter bestehen aus YSZ oder dergleichen. Die Zwischenverbinder bestehen aus Lanthanchromat, einem Material, bei dem ein alkalisches Erdmetall oder ein seltenes Erdmetall, wie z.B. Yttrium und Strontium, das Lanthan von Lanthanchromat ersetzt, einem Material, bei dem Mangan, Kobalt oder dergleichen das Chrom von Lanthanchromat ersetzt, oder aus Materialien mit Kalzium oder dergleichen.
- Die Barrierenfilme, die zwischen dem Brennstoffabstandshalter und dem Zwischenverbinder und zwischen dem Luftabstandshalter und dem Zwischenverbinder angeordnet sind, verhindern eine Diffusion von Chrom und Kalzium von den Zwischenverbindern zu dem Brennstoffabstandshalter und zu dem Luftabstandshalter, d.h. einen Abfall der Dichte von Chrom und Kalzium in den Zwischenverbindern während des Sinterns. Der Schrumpfungsprozentsatz und die Sintercharakteristik der Zwischenverbinder ändern sich demgemäß praktisch nicht.
- Vorzugsweise besteht der luftseitige Barrierenfilm aus Lanthanmanganat, wobei der brennstoffseitige Barrierenfilm aus einer Mischung aus Nickel, Zirkoniumoxid und Lanthanoxid besteht.
- Dieses und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:
- Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Zelleneinheit und von Zwischenverbindern, die eine Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung bilden;
- Fig. 2 eine Aufriß-Schnittansicht der Zelleneinheit und der Zwischenverbinder entlang der Linie II-II in Fig. 1; und
- Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung.
- Eine exemplarische Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist im folgenden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
- Ein Feststoffelektrolyt 1 ist rechteckig, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, und besteht aus YSZ. Insbesondere sind feine Teilchen von YSZ mit einem Bindemittel (Butylalkohol-Harz) und einem Lösungsmittel (Toluol oder Ethanol) gemischt und durch das Rakel-Verfahren in eine Grünschicht gebildet. Eine Luftelektrode 2 und eine Brennstoffelektrode 3 sind auf einer oberen Oberfläche und auf einer unteren Oberfläche des Feststoffelektrolyts 1 vorgesehen. Die Luftelektrode 2 und die Brennstoffelektrode 3 sind vollständig auf den jeweiligen Oberflächen verteilt, außer in Bereichen, auf denen die Luftabstandshalter 7 und die Brennstoffabstandshalter 8 angeordnet sind. Die Brennstoffelektrode 3 besteht aus Nickeloxid und YSZ. Ein Pulver aus Nickeloxid und YSZ ist in einem Verhältnis von 6 zu 4 mit Butylalkohol-Harz und einem Lösungsmittel (Toluol oder Ethanol) gemischt und in eine Grünschicht gebildet. Die Luftelektrode 2 besteht aus Lanthanmanganat. Ein Pulver aus Lanthanmanganat ist mit Butylalkohol-Harz und einem Lösungsmittel (Toluol oder Ethanol) gemischt und in eine Grünschicht gebildet. Eine Grünschicht aus der Luftelektrode 2 und eine Grünschicht aus der Brennstoffelektrode 3 sind auf den jeweiligen Oberflächen einer Grünschicht aus dem Elektrolyt 1 durch Thermokompressionsverbinden befestigt.
- Gerippte Verteiler 5 und 6 sind auf der Luftelektrode 2 und der Brennstoffelektrode 3 angeordnet. Der Luftverteiler 5 und der Brennstoffverteiler 6 verteilen Luft und Brennstoffgas vollständig und gleichmäßig an die Luftelektrode 2 bzw. die Brennstoffelektrode 3. Zusätzlich bestehen der Luftverteiler 5 und der Brennstoffverteiler 6 aus den gleichen Materialien wie die Luftelektrode 2 bzw. die Brennstoffelektrode 3, derart, daß die Verteiler 5 und 6 die jeweiligen Elektroden 2 und 3 mit den Zwischenverbindern 10 elektrisch verbinden. Grünschichten aus einer Mischung aus Nickeloxid und YSZ in dem Verhältnis von 6 zu 4, die in der oben beschriebenen Art und Weise hergestellt sind, werden laminiert und zu dem gerippten Brennstoffverteiler 6 hergestellt. Grünschichten aus Lanthanmanganat, die auf die oben beschriebene Art und Weise hergestellt sind, werden laminiert und zu dem gerippten Luftverteiler 5 hergestellt. Diese gerippten Verteiler 5 und 6 sind auf der Luftelektrode 2 bzw. auf der Brennstoffelektrode 3 befestigt.
- Die Luftabstandshalter 7 sind an beiden Seiten des Luftverteilers 5 angeordnet und trennen die innere Luft von der äußeren Luft. Die Brennstoffabstandshalter 8 sind an beiden Seiten des Brennstoffverteilers 6 angebracht und trennen das innere Brennstoffgas von der äußeren Luft. Die Abstandshalter 7 und 8 bestehen aus YSZ. Grünschichten aus YSZ, die durch das Mischen von YSZ-Pulver mit einem Lösungsmittel hergestellt sind, werden laminiert. Die Laminat-artigen Abstandshalter 7 und 8 sind auf den jeweiligen Oberflächen des Feststoffelektrolyts 1 befestigt.
- Luftseitige Barrierenfilme 12 sind auf dem Luftabstandshalter 7 angeordnet, wobei brennstoffseitige Barrierenfilme 13 auf den Brennstoffabstandshaltern 8 angeordnet sind. Die luftseitigen Barrierenfilme 12 bestehen aus Lanthanmanganat. Ein Pulver aus Lanthanmanganat wird mit Butylalkohol-Harz und einem Lösungsmittel (Toluol oder Ethanol) gemischt und in eine Grünschicht gebildet. Die brennstoffseitigen Barrierenfilme 13 bestehen aus Nickel, Zirkoniumoxid und Lanthanoxid. Ein Pulver aus Nickel, Zirkoniumoxid und Lanthanoxid wird mit Butylalkohol-Harz und einem Lösungsmittel (Toluol oder Ethanol) gemischt und in eine Grünschicht gebildet.
- Ferner werden Grünschichten von Zwischenverbindern 10 auf dem Luftverteiler 5 und den luftseitigen Barrierenfilmen 12 und auf dem Brennstoffverteiler 6 und den brennstoffseitigen Barrierenfilmen 13 vorgesehen. Die Zwischenverbinder 10 bestehen aus (La0.7Ca0.3)CrO&sub3;. Das Pulver aus (La0.7Ca0.3)CrO&sub3; wird mit einem Lösungsmittel gemischt und in eine Grünschicht gebildet.
- Der Feststoffelektrolyt 1 weist somit die Luftelektrode 2 und die Brennstoffelektrode 3 auf seiner oberen und unteren Oberfläche auf, wobei der Luftverteiler 5, der Brennstoffverteiler 6, der Luftabstandshalter 7, der Brennstoffabstandshalter 8, die luftseitigen Barrierenfilme 12 und die brennstoffseitigen Barrierenfilme 13 eine Zelleneinheit 9 bilden, und die Zwischenverbinder 10 auf einer oberen und einer unteren Oberfläche der Zelleneinheit 9 vorgesehen sind.
- Derartig strukturierte Fünf-Zellen-Einheiten 9 werden mit dazwischenliegenden Zwischenverbindern 10 laminiert. Danach wird das Laminat zum Entfetten einer Hitze ausgesetzt. Insbesondere wird die Temperatur um das Laminat herum mit einer Rate von 0,1ºC pro Minute auf 400ºC erhöht, wonach das Laminat für zwei Stunden auf einer Temperatur von 400ºC gehalten wird. Daraufhin wird die Temperatur auf 1300ºC erhöht, wonach das Laminat zum Sintern drei Stunden lang auf einer Temperatur von 1300ºC gehalten wird. Somit ist eine Feststoffoxidbrennstoffzelle 20, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, hergestellt. Während des Sinterns verhindern die Barrierenfilme 12 und 13, daß Chrom und Kalzium, die in den Zwischenverbindern 10 enthalten sind, zu den Abstandshaltern 7 und 8 diffundieren. Folglich tritt weder ein Verziehen noch eine Trennung zwischen den Zwischenverbindern 10 und den Abstandshaltern 7 und 8 auf. Durch die Verwendung der Barrierenfilme 12 und 13 kann eine Feststoffoxidbrennstoffzelle, die eine niedrige innere Impedanz, d.h. einen hohen Wirkungsgrad bei der Leistungserzeugung, aufweist, mit dem Laminat-Sinter-Verfahren hergestellt werden.
- Die Feststoffoxidbrennstoffzelle 20 erzeugt Elektrizität, während sie in einer hohen Temperatur (800ºC bis 1000ºC) plaziert ist, und während derselben sowohl ein Luftfluß in einer Richtung, die durch den Pfeil A in Fig. 1 angezeigt ist, als auch ein Brennstoffluß in einer Richtung, die durch den Pfeil B in Fig. 1 angezeigt ist, zugeführt wird.
- Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im vorhergehenden beschrieben wurde, wird angemerkt, daß für Fachleute verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind. Derartige Änderungen und Modifikationen sollten als in dem Bereich der Erfindung liegend verstanden werden.
- Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurde eine rechteckige Feststoffoxidbrennstoffzelle beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf Scheiben-artige Feststoffoxidbrennstoffzellen anwendbar.
Claims (8)
1. Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle mit folgenden
Merkmalen:
einer Brennstoffzelleneinheit (9), die einen
Feststoffelektrolyt (1) mit einer Brennstoffelektrode (3) auf
einer ersten Oberfläche und einer Luftelektrode (2) auf
einer zweiten Oberfläche, einen leitfähigen
Brennstoffverteiler (6), der auf der Brennstoffelektrode (3)
angeordnet ist, einen leitfähigen Luftverteiler (5), der
auf der Luftelektrode (2) angeordnet ist, einen
Brennstoffabstandshalter (8) und ein Luftabstandshalter (7),
die reaktive Gase innerhalb der Brennstoffzelle von der
äußeren Luft trennen, und einen Zwischenverbinder (10)
aufweist, der entweder mit dem leitfähigen
Brennstoffverteiler (6) oder dem leitfähigen Luftverteiler (5) in
Kontakt ist,
gekennzeichnet durch
einen brennstoffseitigen Barrierenfilm (13), der
zwischen dem Brennstoffabstandshalter (8) und dem
Zwischenverbinder (10) angeordnet ist, zum Verhindern
einer Diffusion von Kalzium und Chrom während des
Sinterns der Brennstoffzelleneinheit (9) und des
Zwischenverbinders (10); und
einen luftseitigen Barrierenfilm (12), der zwischen dem
Luftabstandshalter (7) und dem Zwischenverbinder (10)
angeordnet ist, zum Verhindern einer Diffusion von
Kalzium und Chrom während des Sinterns der
Brennstoffzelleneinheit (9) und des Zwischenverbinders (10).
2. Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der luftseitige Barrierenfilm (12) aus
Lanthanmanganat besteht; und
daß der brennstoffseitige Barrierenfilm (13) aus einer
Mischung aus Nickel, Zirkoniumoxid und Lanthanoxid
besteht.
3. Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Feststoffelektrolyt (1), die Luftelektrode (2),
die Brennstoffelektrode (3), der Luftverteiler (5), der
Brennstoffverteiler (6), der Luftabstandshalter (7),
der Brennstoffabstandshalter (8), der Zwischenverbinder
(10), der luftseitige Barrierenfilm (12) und der
brennstoffseitige Barrierenfilm (13) laminiert und
zusammen gesintert sind.
4. Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenverbinder (10) Lanthanchromat aufweist;
und
daß der Brennstoffabstandshalter (8) und der
Luftabstandshalter (7) Yttrium-stabilisierte Zirkonerde
aufweisen.
5. Eine Feststoffoxidbrennstoffzellenanordnung (20), die
eine Mehrzahl von Feststoffoxidbrennstoffzellen gemäß
Anspruch 1 aufweist, wobei die Mehrzahl der
Feststoffoxidbrennstoffzellen derart laminiert sind, daß ein
Zwischenverbinder (10) zwischen angrenzenden
Feststoffoxidbrennstoffzellen angeordnet ist.
6. Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle, die eine
Brennstoffzelleneinheit
(9) mit einem Feststoffelektrolyten (1),
der eine Brennstoffelektrode (3), die auf einer ersten
Oberfläche befestigt ist, und eine Luftelektrode (2)
aufweist, die auf einer zweiten Oberfläche befestigt
ist, eine leitfähige, gerippte
Brennstoffverteilungseinrichtung (6), die auf der Brennstoffelektrode (3)
befestigt ist, und eine leitfähige, gerippte
Luftverteilungseinrichtung (5) aufweist, die auf der
Luftelektrode (2) befestigt ist, wobei eine
Beabstandungseinrichtung (7, 8) auf dem Elektrolyten (1) angebracht
ist, um das Brennstoffgas und die Luft innerhalb der
Brennstoffzelle zu behalten, gekennzeichnet durch
Diffusionsbarrierenelemente (12, 13), die auf der
Beabstandungseinrichtung (7, 8) befestigt sind, um eine
Diffusion von Kalziuin und Chrom von der
Beabstandungseinrichtung (7, 8) zu einer angrenzenden
Zwischenverbindungseinrichtung (10) zum Verbinden der
Brennstoffzelle mit anderen Brennstoffzellen während des Sinterns
der Brennstoffzellen und der
Zwischenverbindungseinrichtung (10) zu verhindern.
7. Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenverbindungseinrichtung (10) auf der
Beabstandungseinrichtung (7, 8) angeordnet ist.
8. Eine Feststoffoxidbrennstoffzelle gemäß Anspruch 6 oder
7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diffusionsbarriereneinrichtung (12, 13) einen
Film aufweist, der aus Lanthanmanganat oder einer
Mischung aus Nickel, Zirkoniumoxid oder Lanthanoxid
besteht.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13547092A JP3448876B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69304792D1 DE69304792D1 (de) | 1996-10-24 |
| DE69304792T2 true DE69304792T2 (de) | 1997-03-06 |
Family
ID=15152470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69304792T Expired - Lifetime DE69304792T2 (de) | 1992-05-28 | 1993-05-27 | Festoxidbrennstoffzelle |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5385792A (de) |
| EP (1) | EP0572018B1 (de) |
| JP (1) | JP3448876B2 (de) |
| DE (1) | DE69304792T2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10103994A1 (de) * | 2001-01-30 | 2002-10-31 | Epcos Ag | Elektrolytlösung für elektrochemische Doppelschichtkondensatoren |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5750279A (en) * | 1992-02-28 | 1998-05-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Series planar design for solid electrolyte oxygen pump |
| US5939219A (en) * | 1995-10-12 | 1999-08-17 | Siemens Aktiengesellschaft | High-temperature fuel cell having at least one electrically insulating covering and method for producing a high-temperature fuel cell |
| US6117582A (en) * | 1995-11-16 | 2000-09-12 | The Dow Chemical Company | Cathode composition for solid oxide fuel cell |
| US5993986A (en) * | 1995-11-16 | 1999-11-30 | The Dow Chemical Company | Solide oxide fuel cell stack with composite electrodes and method for making |
| US5935727A (en) * | 1997-04-10 | 1999-08-10 | The Dow Chemical Company | Solid oxide fuel cells |
| US6228520B1 (en) | 1997-04-10 | 2001-05-08 | The Dow Chemical Company | Consinterable ceramic interconnect for solid oxide fuel cells |
| US5922486A (en) * | 1997-05-29 | 1999-07-13 | The Dow Chemical Company | Cosintering of multilayer stacks of solid oxide fuel cells |
| JP3456378B2 (ja) * | 1997-08-21 | 2003-10-14 | 株式会社村田製作所 | 固体電解質型燃料電池 |
| US6030718A (en) | 1997-11-20 | 2000-02-29 | Avista Corporation | Proton exchange membrane fuel cell power system |
| US6096449A (en) | 1997-11-20 | 2000-08-01 | Avista Labs | Fuel cell and method for controlling same |
| US6074771A (en) | 1998-02-06 | 2000-06-13 | Igr Enterprises, Inc. | Ceramic composite electrolytic device and method for manufacture thereof |
| US7326480B2 (en) * | 2000-05-17 | 2008-02-05 | Relion, Inc. | Fuel cell power system and method of controlling a fuel cell power system |
| US6468682B1 (en) | 2000-05-17 | 2002-10-22 | Avista Laboratories, Inc. | Ion exchange membrane fuel cell |
| AU2002210302A1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-21 | Fuelcell Energy, Ltd. | Fuel cell interconnect |
| FR2867903B1 (fr) * | 2004-03-22 | 2008-10-03 | Commissariat Energie Atomique | Pile a combustible a electrolyte solide a structure etanche |
| WO2006016627A1 (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-16 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 成膜物およびその製造方法 |
| JP4900869B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2012-03-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| EP2273598B1 (de) * | 2008-03-26 | 2014-09-03 | Japan Fine Ceramics Center | Stapelstruktur für einen festoxid-brennstoffzellenstapel, festoxid-brennstoffzellenstapel und herstellungsverfahren dafür |
| TWI552417B (zh) * | 2011-11-17 | 2016-10-01 | 博隆能源股份有限公司 | 對氧化鋯為主之電解質提供抗腐蝕性之多層塗層 |
| DK2953197T3 (en) * | 2013-01-31 | 2018-09-24 | Ngk Spark Plug Co | Fuel cell and fuel cell stack |
| US9583771B2 (en) | 2013-05-16 | 2017-02-28 | Bloom Energy Coporation | Corrosion resistant barrier layer for a solid oxide fuel cell stack and method of making thereof |
| WO2015080889A1 (en) | 2013-11-27 | 2015-06-04 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect with reduced voltage degradation over time |
| WO2015130644A1 (en) | 2014-02-25 | 2015-09-03 | Bloom Energy Corporation | Composition and processing of metallic interconnects for sofc stacks |
| US9923211B2 (en) | 2014-04-24 | 2018-03-20 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect with reduced voltage degradation over time |
| US10763533B1 (en) | 2017-03-30 | 2020-09-01 | Bloom Energy Corporation | Solid oxide fuel cell interconnect having a magnesium containing corrosion barrier layer and method of making thereof |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857420A (en) * | 1987-10-13 | 1989-08-15 | International Fuel Cell Corporation | Method of making monolithic solid oxide fuel cell stack |
| JP2980921B2 (ja) * | 1989-08-29 | 1999-11-22 | 東燃株式会社 | 平板型固体電解質燃料電池 |
| US5145753A (en) * | 1989-09-12 | 1992-09-08 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid electrolyte fuel cell |
| DE3935310A1 (de) * | 1989-10-24 | 1991-04-25 | Asea Brown Boveri | Brennstoffzellenanordnung und verfahren zu deren herstellung |
| US5162167A (en) * | 1990-09-11 | 1992-11-10 | Allied-Signal Inc. | Apparatus and method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell |
| IL98709A (en) * | 1990-09-11 | 1995-08-31 | Allied Signal Inc | Device and method for producing a monolithic cell of solid oxide |
| US5523152A (en) * | 1993-10-27 | 1996-06-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Organic compounds suitable as reactive diluents, and binder precursor compositions including same |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP13547092A patent/JP3448876B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-25 US US08/067,559 patent/US5385792A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-27 DE DE69304792T patent/DE69304792T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-27 EP EP93108603A patent/EP0572018B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10103994A1 (de) * | 2001-01-30 | 2002-10-31 | Epcos Ag | Elektrolytlösung für elektrochemische Doppelschichtkondensatoren |
| DE10103994B4 (de) * | 2001-01-30 | 2005-04-28 | Epcos Ag | Elektrolytlösung für elektrochemische Doppelschichtkondensatoren |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69304792D1 (de) | 1996-10-24 |
| EP0572018A1 (de) | 1993-12-01 |
| JPH05326001A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3448876B2 (ja) | 2003-09-22 |
| EP0572018B1 (de) | 1996-09-18 |
| US5385792A (en) | 1995-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69304792T2 (de) | Festoxidbrennstoffzelle | |
| DE69414943T2 (de) | Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt | |
| DE69211394T2 (de) | Festelektrolytbrennstoffzelle | |
| DE60224151T2 (de) | Brennstoffzelleninterkonnektor mit integrierten Flußpfaden und Verfahren zur Herstellung dieses | |
| DE69203650T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Festoxid-Schicht und Verfahren zur Herstellung einer Festoxid-Brennstoffzelle unter Verwendung der Festoxid-Schicht. | |
| DE69220388T2 (de) | Brennstoffzelle mit festen Elektrolyten | |
| DE69507045T2 (de) | Verteilerelement für den kathodischen reaktanden eines brennstoffzellenstapels | |
| DE69601838T2 (de) | Brennstoffzelle mit Elektrolyten aus festem Oxid | |
| DE60318146T2 (de) | Zellenkörper für Brennstoffzelle und deren Herstellung | |
| DE19542475C2 (de) | Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle sowie Verfahren zur Herstellung einer Verteilerplatte für eine solche Zelle | |
| DE69430634T2 (de) | Elektrochemisches apparat | |
| DE69900574T2 (de) | Verbundleiterplatte mit verfüllten Durchgangslöchern für Festelektrolyt-Brennstoffzellen | |
| DE4132584C2 (de) | Elektrolyt/Elektroden-Anordnung für eine Festeletrolyt-Brennstoffzelle | |
| DE69612659T2 (de) | Festoxidbrennstoffzellen mit spezifischen elektrodenschichten | |
| DE60300858T2 (de) | Pen einer festoxidbrennstoffzelle | |
| DE69016352T2 (de) | Brennstoffzelle mit festen Elektrolyten. | |
| DE69109335T2 (de) | Festoxidbrennstoffzelle. | |
| DE102004008231B9 (de) | Brennstoffzellenanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Flachrohrbrennstoffzelle | |
| EP0667042A1 (de) | Hochtemperatur-brennstoffzellen-stapel und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE4333478A1 (de) | Feststoffelektrolyt-Brennstoffzelle | |
| DE3914244A1 (de) | Brennstoffzellenanordnung und verfahren zu deren herstellung | |
| DE112019000055T5 (de) | Elektrochemische zelle und zellenstapelvorrichtung | |
| DE69302701T2 (de) | Herstellung einer keramischen Dünnschicht auf einem keramischen Körper | |
| DE69124389T2 (de) | Mit mindestens einer gaseinlass- und gasauslassoffnung versehene hohlelektrode und solche elektrode enthaltende elektrochemische zelle | |
| DE69100182T2 (de) | Festoxidbrennstoffzelle. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition |