DK2973807T3 - Sammensætning til anode i brændselscelle - Google Patents

Sammensætning til anode i brændselscelle Download PDF

Info

Publication number
DK2973807T3
DK2973807T3 DK14712168.5T DK14712168T DK2973807T3 DK 2973807 T3 DK2973807 T3 DK 2973807T3 DK 14712168 T DK14712168 T DK 14712168T DK 2973807 T3 DK2973807 T3 DK 2973807T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
anode
phase
xsrx
compound
fuel cell
Prior art date
Application number
DK14712168.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Richard W Goettler
Shung-Ik Lee
Zhien Liu
Original Assignee
Lg Fuel Cell Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lg Fuel Cell Systems Inc filed Critical Lg Fuel Cell Systems Inc
Application granted granted Critical
Publication of DK2973807T3 publication Critical patent/DK2973807T3/da

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9058—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC of noble metals or noble-metal based alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
    • H01M4/8652—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites as mixture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H01M4/9025—Oxides specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9033—Complex oxides, optionally doped, of the type M1MeO3, M1 being an alkaline earth metal or a rare earth, Me being a metal, e.g. perovskites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9066—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC of metal-ceramic composites or mixtures, e.g. cermets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Claims (14)

1. Brændselscelle, der omfatter: en katode; en elektrolyt og en reduceret anode adskilt fra katoden af elektrolytten, hvor den reducerede anode indbefatter en Ni-metalfasesammensætning dispergerel i en (Lai-xSrx)n+IMnn03nn-forbindelse med en Μη-baseret Ruddlesden-Popper- (R-P) fasesammensætning, hvor n er lig med eller større end én, og hvor anoden, katoden og elektrolytten er konfigureret til at danne en elektrokemisk celle.
2. Brændselscelle ifølge krav 1, hvor Ni-metalfagsammensætningen dispergerel i (La,. xSrx)n+,Mnn03ll+i-forbindelsen med en Μη-baseret R-P-fasesammensætning, hvor n er større end eller lig med 1, dannes via en reduktion af en Mn- og Ni-blandet B-stedsforbindelse med en perovskitstruktur eller Ruddlesden-Popper-torbindeise, der er til stede efter et trin med behandling af en udgangsanode.
3. Brændselscelle ifølge krav 2, hvor den Mn- og Ni-blandede B-stedsforbindelse omfatter en (Lai.xSrx)(Mni_xNix)03-forbindelse.
4. Brændselscelle ifølge krav 2, hvor den Mn- og Ni-blandede B-stedsforbindelse omfatter en (La|.xSrx)n+i(Niι.νΜη,^,,Οί,,,-ι-Ruddlesden-Popper-forbindelse.
5. Brændselscelle ifølge krav 1, hvor den reducerede anode indbefatter mellem ca. 82 og ca. 95 vægt-% af (Lai.xSrx)11+!Mnn03n+i-forbindelsen med den Μη-baserede R-P-fasesammensætning og mellem 5-18 vægt-% af Ni-mctalfasesammensætningen.
6. Brændselscelle ifølge krav 1, hvor den reducerede anode endvidere indbefatter en ionisk fase, der indbefatter yttrium- og/eller scandiumstabiliseret zirconiumoxid eller oxidstabiliseret ceroxid af sjældne jordarter dispergeret i Ni-nietalfasen og den Μη-baserede R-P-fase af (La,.xSrx)„uMn,,03,1-11, hvor den ioniske fase er til stede i en mængde af 35 vægtprocent til 65 vægtprocent.
7. Brændselscelle ifølge krav 1, hvor anoden i alt væsentligt består af Ni- metalfasesamrnensætningen dispergeret i (Lai.xSrx)n+iMnn03n+rforbindelscn med den Mn-baserede R-P-fasesammensætning.
8. Fremgangsmåde til dannelse af en brændselscelle, hvilken brændselscelle indbefatter: en katode; en elektrolyt og en reduceret anode adskilt fra katoden af elektrolytten; hvilken fremgangsmåde omfatter: dannelse af en udgangsanode i et luftmiljø, hvor udgangsanoden omfatter en Mn- og Ni-blandet B-stedsforbindelse med en perovskitstruktur eller en Ruddlesden-Popper-forbindeise, når den dannes i starten; og reduktion af den Mn- og Ni-blandede B-stedsforbindelse med en perovskitstruktur eller en Ruddlesden-Popper-forbindelse i et brændselsmiljø for at danne en reduceret anode; hvor udgangsanodens sammensætning er således, at den reducerede anode indbefatter en Ni-metalfasesammensætning dispergeret i en (Lai.xSrx)n+iMnn03n+rforbindelse med en Mn-baseret Ruddlesden-Popper- (R-P) fasesammensætning, hvor n er lig med eller større end én, og hvor anoden, katoden og elektrolytten er konfigureret til at danne en elektrokemisk celle.
9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, hvor den Mn- og Ni-blandede B-stedsforbindelse omfatter en (Lai.xSrx)(Mni_xNix)03-forbindelse.
10. Fremgangsmåde ifølge krav 8, hvor den Mn- og Ni-blandede B-stedsforbindelse omfatter en (Lai-xSrx)n+1 (Ni i -χΜηχ)„θ3η+ι -Ruddlesden-Popper-forbindelse.
11. Fremgangsmåde ifølge krav 8, hvor den reducerede anode indbefatter mellem 82 og 95 vægt-% af (Lai-xSrx)n+iMnn03n+i-forbindelsen med den Μη-baserede R-P-fasesammensætning og mellem 5-18 vægt-% af Ni-metalfasen.
12. Fremgangsmåde ifølge krav 8, der endvidere omfatter tilsætning af en ionisk fase, der indbefatter yttrium- og/eller scandiumstabiliseret zirconiumoxid eller oxidstabiliseret ceroxid af sjældne jordarter til Ni-metalfåsen og den Μη-baserede R-P-fase af (La|.xSrx)n+iMnn03n+i, hvor den reducerede anode indbefatter den ioniske fase i en mængde af 35 vægtprocent til 65 vægtprocent.
13, Fremgangsmåde ifølge krav 8, hvor den reducerede anode i all væsentligt består af Ni-metalfasesammensætningen og (Lai.xSrx)n+iMnn03n+rforbindelsen med den Μη-baserede R-P-fasesam m ensætn i n g.
14. Fremgangsmåde ifølge krav 8, der endvidere omfatter dannelse af et anodeledende lag stødende op til anoden, hvor det anodeledende lag omfatter et cermet, hvor metalfasen i cermettet omfatter Ni.
DK14712168.5T 2013-03-15 2014-03-07 Sammensætning til anode i brændselscelle DK2973807T3 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/837,068 US20140272672A1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Composition for anode in fuel cell
PCT/US2014/022059 WO2014150060A1 (en) 2013-03-15 2014-03-07 Composition for anode in fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2973807T3 true DK2973807T3 (da) 2018-01-02

Family

ID=50346190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK14712168.5T DK2973807T3 (da) 2013-03-15 2014-03-07 Sammensætning til anode i brændselscelle

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20140272672A1 (da)
EP (1) EP2973807B1 (da)
KR (1) KR20150129017A (da)
CN (1) CN105580176B (da)
AU (1) AU2014237586B2 (da)
CA (1) CA2906355A1 (da)
DK (1) DK2973807T3 (da)
ES (1) ES2652540T3 (da)
SG (1) SG11201507653YA (da)
WO (1) WO2014150060A1 (da)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7417224B2 (ja) * 2020-01-31 2024-01-18 Ｅｎｅｏｓ株式会社 水素の製造方法、一酸化炭素の製造方法および反応媒体
CN113136621A (zh) * 2021-04-21 2021-07-20 南京大学 一种有着高效催化活性的层状镍氧化物及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7291417B2 (en) * 2003-01-16 2007-11-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Compositional and structural gradients for fuel cell electrode materials
FR2930075B1 (fr) * 2008-04-14 2011-03-18 Commissariat Energie Atomique Titanates de structure perovskite ou derivee et ses applications
KR101761346B1 (ko) * 2009-10-16 2017-07-25 인하대학교 산학협력단 연료극 재료 및 이를 포함하는 고체 산화물 연료전지
US9105880B2 (en) * 2011-06-15 2015-08-11 Lg Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system with interconnect

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150129017A (ko) 2015-11-18
ES2652540T3 (es) 2018-02-05
EP2973807A1 (en) 2016-01-20
WO2014150060A1 (en) 2014-09-25
AU2014237586B2 (en) 2017-12-14
AU2014237586A1 (en) 2015-10-08
SG11201507653YA (en) 2015-10-29
EP2973807B1 (en) 2017-11-29
US20140272672A1 (en) 2014-09-18
CN105580176A (zh) 2016-05-11
CN105580176B (zh) 2019-04-02
CA2906355A1 (en) 2014-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10062909B2 (en) Composition for fuel cell electrode
US10003083B2 (en) Composition for fuel cell electrode
DK2721669T3 (da) Brændselscellesystem med sammenkobling
US10446855B2 (en) Fuel cell system including multilayer interconnect
US20130122393A1 (en) Fuel cell system with interconnect
AU2013361262C1 (en) Fuel cell system with interconnect
DK2973807T3 (da) Sammensætning til anode i brændselscelle
CA2989585A1 (en) Fuel cell system including dense oxygen barrier layer