ES2632989T3 - Procedimiento para la unión de un elemento de contacto eléctricamente conductor con al menos un componente de celda de combustible eléctricamente conductor asignado a una celda de combustible - Google Patents

Procedimiento para la unión de un elemento de contacto eléctricamente conductor con al menos un componente de celda de combustible eléctricamente conductor asignado a una celda de combustible Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la unión de un elemento de contacto (1) eléctricamente conductor, el cual, a temperaturas por encima de 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C, presenta propiedades de conducción eléctrica, con al menos un componente de celda de combustible (2) eléctricamente conductor asignado a una celda de combustible (4), caracterizado por los pasos: - poner a disposición un elemento de contacto (1) soluble en un disolvente (5), el cual presente a temperaturas por encima de los 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C, propiedades de conducción eléctrica, así como un componente de celda de combustible (2) eléctricamente conductor, - aplicar un disolvente (5) para disgregar o disolver al menos el elemento de contacto (1), sobre el elemento de contacto (1) y/o el componente de celda de combustible (2), - disponer el elemento de contacto (1) sobre el componente de celda de combustible (2), - evaporar el disolvente (5) bajo la configuración de una unión entre el elemento de contacto (1) y el componente de celda de combustible (2).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la union de un elemento de contacto electricamente conductor con al menos un componente de celda de combustible electricamente conductor asignado a una celda de combustible.
La invencion se refiere a un procedimiento para la union de un elemento de contacto electricamente conductor con al menos un componente de celda de combustible electricamente conductor asignado a una celda de combustible.
En el marco de la fabricacion de una celda de combustible, en particular de una celda de combustible de alta temperatura, es decir, de una celda de combustible cuya temperatura de funcionamiento se encuentra por encima de 500 °C, es conocido unir un elemento de contacto electricamente conductor, el cual puede presentarse en particular en forma de una capa de contacto, con un componente de celda de combustible electricamente conductor perteneciente o asignado a la celda de combustible, como por ejemplo, un electrodo o disponer respectivamente un elemento de contacto electricamente conductor sobre un correspondiente componente de celda de combustible electricamente conductor. El elemento de contacto electricamente conductor sirve en particular para asegurar o para mejorar el contacto electrico entre el componente de celda de combustible electricamente conductor y otros componentes electricamente conductores de la celda de combustible.
La union o la colocacion del elemento de contacto electricamente conductor sobre el componente de celda de combustible electricamente conductor asignado a la celda de combustible se produce hasta ahora tlpicamente mediante procedimiento de revestimiento de polvo humedo o procedimiento de serigrafla.
Los procedimientos de revestimiento de polvo humedo requieren habitualmente antes de la aplicacion propiamente dicha del elemento de contacto electricamente conductor una proteccion mediante cinta adhesiva laboriosa del componente de celda de combustible electricamente conductor a revestir, para garantizar que el elemento de contacto electricamente conductor se dispone exclusivamente sobre las zonas a revestir del componente de celda de combustible electricamente conductor. En el caso del procedimiento de serigrafla existe el riesgo de una extension no deseada del elemento de contacto electricamente conductor a aplicar en este caso en forma de pasta, por zonas que no han de revestirse del componente de celda de combustible electricamente conductor.
Otro procedimiento del estado de la tecnica lo divulga el documento US 5,629,103 A.
La invencion se basa por lo tanto en la tarea de indicar un procedimiento mejorado frente a ello para la disposicion o la union de un elemento de contacto electricamente conductor con al menos un componente de celda de combustible electricamente conductor asignado a una celda de combustible.
Esta tarea se soluciona segun la invencion mediante un procedimiento del tipo mencionado inicialmente, el cual se caracteriza por los siguientes pasos:
- poner a disposicion un elemento de contacto soluble en un disolvente, el cual presente a temperaturas por encima de los 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C, propiedades de conduccion electrica, as! como un componente de celda de combustible electricamente conductor,
- aplicar un disolvente para disgregar o disolver al menos el elemento de contacto, sobre el elemento de contacto y/o el componente de celda de combustible electricamente conductor,
- disponer el elemento de contacto sobre el componente de celda de combustible electricamente conductor,
- evaporar el disolvente bajo la configuracion de una union entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible.
Segun el procedimiento segun la invencion, en un primer paso se pone a disposicion un elemento de contacto que puede disolverse en un disolvente, as! como un componente de celda de combustible electricamente conductor asignado o que puede asignarse a una celda de combustible, es decir, en particular a una celda de combustible de alta temperatura, cuya temperatura de funcionamiento se encuentra por encima de los 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C, como en particular un electrodo, preferentemente un catodo.
Con un elemento de contacto electricamente conductor se entiende un componente, el cual debido a su materialidad o estructura qulmica/flsica presenta en particular en el intervalo de la temperatura de funcionamiento de una celda de combustible o celda de combustible de alta temperatura, es decir, a temperaturas de por encima de 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C, propiedades de conduccion electrica, es decir, en particular una conductividad de electrones. El elemento de contacto electricamente conductor se presenta tlpicamente en forma de una (delgada) lamina o capa.
Es esencial que se ponga a disposicion un elemento de contacto electricamente conductor, el cual debido a su materialidad o a su estructura qulmica/flsica sea soluble en un determinado disolvente, a especificar con mayor detalle, es decir, que pueda disgregarse o disolverse al ser humectado con el disolvente y de esta manera pueda
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trasladarse al menos por el lado de la superficie de un estado de agregado solido a uno llquido. El elemento de contacto electricamente conductor puesto a disposicion en el primer paso del procedimiento segun la invencion esta formado por lo tanto a partir de un material soluble en un disolvente o comprende un material de este tipo.
En un segundo paso del procedimiento segun la invencion, que sigue al primer paso, se aplica un disolvente sobre el elemento de contacto y/o el componente de celda de combustible. En este caso ha de buscarse una suficiente humectacion del elemento de contacto y/o del componente de celda de combustible con el disolvente, para continuar realizando una union lo suficientemente estable entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible. Naturalmente se usa en este paso un disolvente, el cual es adecuado para disgregar o disolver al menos el elemento de contacto. La eleccion del disolvente se produce por lo tanto de forma conveniente en dependencia de la materialidad o de la estructura qulmica/flsica del elemento de contacto.
Puede ser suficiente en este caso, aplicar el disolvente al menos por secciones sobre el elemento de contacto o al menos por secciones sobre el componente de celda de combustible. La union entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible puede mejorarse no obstante tambien normalmente, debido a que se aplica disolvente tanto sobre el elemento de contacto, como tambien sobre el componente de celda de combustible. El disolvente puede aplicarse sobre el lado del elemento de contacto dirigido hacia el componente de celda de combustible y/o alejado del componente de celda de combustible.
La aplicacion del disolvente puede producirse por ejemplo tambien, mediante aplicacion con un pincel, pulverizacion o vertido. Es concebible tambien, sumergir el elemento de contacto a humectar con el disolvente y/o el componente de celda de combustible a humectar con el disolvente o secciones de superficie a humectar pertenecientes a estos, en un bano de un disolvente. Naturalmente pueden usarse basicamente tambien otras tecnicas de aplicacion diferentes a las mencionadas para la aplicacion del disolvente sobre el elemento de contacto y/o el componente de celda de combustible.
En un tercer paso del procedimiento segun la invencion, que sigue al segundo paso, se dispone el elemento de contacto sobre el componente de celda de combustible electricamente conductor. El elemento de contacto se encuentra tras la disposicion sobre el componente de celda de combustible, al menos por secciones, en particular completamente, de manera plana o directamente sobre el componente de celda de combustible.
En un cuarto paso segun la invencion, que sigue al tercer paso, se evapora el disolvente bajo la configuration de una union entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible. En este paso se produce la configuracion propiamente dicha de una union entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible. En el caso de la union se trata en principio de una union pegada establecida mediante un pegamento de disolvente, entre dos partes a unir. La union establecida segun la invencion mediante la evaporation del disolvente es por lo tanto normalmente en union de materiales y de esta manera correspondientemente estable.
La union establecida mediante la evaporacion del disolvente, entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible puede realizarse de manera comparativamente sencilla y rapida, de manera que el procedimiento segun la invencion representa una posibilidad muy eficiente, desde el punto de vista de la tecnica de fabrication, de la fabrication de una union entre un correspondiente elemento de contacto y un correspondiente componente de celda de combustible. La rapida configuracion de la union entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible es ventajosa en particular tambien para la manejabilidad del conjunto de componentes producido con el procedimiento segun la invencion, asignado o a asignarse a una celda de combustible.
El procedimiento de evaporacion del disolvente se produce en condiciones normales o estandar, en particular a temperatura ambiente (aproximadamente 25 °C) y una presion de 1 atm, normalmente por si mismo. El procedimiento de evaporacion del disolvente puede controlarse o favorecerse o acelerarse eventualmente mediante el ajuste preciso de determinadas condiciones de proceso, como por ejemplo, presion y/o temperatura.
Naturalmente es concebible que tras la union del elemento de contacto con el componente de celda de combustible se dispongan sobre el elemento de contacto o se unan con este otros componentes de celda de combustible asignados o que pueden asignarse a la celda de combustible, como por ejemplo, una placa de interconexion. El procedimiento segun la invencion para la union de un elemento de contacto electricamente conductor con al menos un componente de celda de combustible electricamente conductor, asignado a una celda de combustible puede ser de esta manera parte de un procedimiento para la production de una celda de combustible, en particular de una celda de combustible de alta temperatura.
En el marco del procedimiento segun la invencion se usa tlpicamente un elemento de contacto conformado a partir de un oxido de metal o que comprende un oxido de metal. En particular se usa un elemento de contacto electricamente conductor formado a partir de ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto, abreviado LSCF, en particular de la formula LaxSr1-xCoyFe1-yO3-d o que comprende un elemento de contacto electricamente conductor
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de ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto, abreviado LSCF, en particular de la formula LaxSr1-xCoyFe1-yO3- d. El elemento de contacto electricamente conductor usado puede estar formado alternativamente tambien a partir de manganita dopada con lantano y estroncio, abreviado LSM, en particular de la formula La1-xSrxMnO3, o comprender manganita dopada con lantano y estroncio, abreviado LSM, en particular de la formula La1-xSrxMnO3.
En este sentido ha de mencionarse que el componente de celda de combustible puede estar formado del mismo material que el elemento de contacto. El componente de celda de combustible puede estar formado por lo tanto tambien de ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto, abreviado LSCF, en particular de la formula LaxSr1- xCoyFe1-yO3-d o comprender ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto, abreviado LSCF, en particular de la formula LaxSr1-xCoyFe1-yO3-d.
El material que forma el elemento de contacto electricamente conductor usado en el marco del procedimiento segun la invencion convenientemente no esta sinterizado y de esta manera no es fragil, lo cual facilita la manejabilidad y la procesabilidad del elemento de contacto en el marco del procedimiento segun la invencion.
En el marco del procedimiento segun la invencion se usa como elemento de contacto electricamente conductor en particular un componente o material tipo placa, preferentemente tipo lamina. El elemento de contacto puede presentarse de esta manera en forma de una placa, o preferentemente, de una lamina, y de esta manera basicamente con una geometrla plana. El uso de un elemento de contacto configurado como lamina tiene la ventaja, de que el elemento de contacto tiene una configuracion particularmente delgada y de esta manera no modifica esencialmente la estructura general de una celda de combustible en sus dimensiones. El grosor o la altura del elemento de contacto se encuentra por ejemplo, en el rango entre 50 y 300 pm, en particular en el rango entre 100 y 200 pm.
En el marco del procedimiento segun la invencion, el elemento de contacto electricamente conductor puede dotarse antes de aplicarse el disolvente, de al menos una escotadura o perforacion. Las escotaduras o las perforaciones pueden producirse mediante procesos de estampado en el elemento de contacto. La forma geometrica del elemento de contacto puede adaptarse de esta manera a otros componentes que se unen en la combination general de una celda de combustible al lado alejado del componente de celda de combustible, del elemento de contacto, como por ejemplo, palcas de interconexion. El contorno de la superficie del elemento de contacto puede adaptarse por lo tanto convenientemente al contorno de la superficie de un componente a disponer sobre el elemento de contacto o a unir con este en la combinacion general de la celda de combustible, como por ejemplo, una placa de interconexion o configurarse este correspondientemente, es decir, de manera opuesta.
En el marco del procedimiento segun la invencion se usa como disolvente en particular un disolvente organico, en particular etanol. Basicamente pueden usarse no obstante tambien, teniendose en cuenta la materialidad o la estructura qulmica/flsica del elemento de contacto, tambien disolventes diferentes, en particular organicos. Siempre y cuando el elemento de contacto este formado a partir de ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto o comprenda ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto, ha resultado ser particularmente adecuado para los fines previstos segun la invencion, en particular el etanol.
En el marco del procedimiento segun la invencion puede estar previsto de forma conveniente, que en el disolvente se disuelva antes de aplicar este sobre el elemento de contacto y/o el componente de celda de combustible, una determinada cantidad del material que forma el elemento de contacto. El disolvente se presenta de esta manera como emulsion de disolvente con material que forma el elemento de contacto disuelto en este. En lo referente a la proportion, el material disuelto, que forma el elemento de contacto, tiene en la emulsion una proportion de volumen en el intervalo de 10 - 40 %, en particular de aproximadamente el 20 %. Mediante el uso de un disolvente de este tipo, que se presenta como emulsion, puede mejorarse la estabilidad de la union entre el elemento de contacto y el componente de celda de combustible.
La invencion se refiere ademas de ello, a una celda de combustible, en particular a una celda de combustible de alta temperatura, es decir, una celda de combustible con una temperatura de funcionamiento de por encima de los 500 °C, en particular en el intervalo de entre 600 y 1000 °C, comprendiendo al menos un componente de celda de combustible electricamente conductor, en particular un electrodo, preferentemente un catodo, y al menos un elemento de contacto electricamente conductor unido con este segun el procedimiento descrito con anterioridad. En correspondencia con ello, para la celda de combustible segun la invencion tienen validez de forma analoga todas las explicaciones en relation con el procedimiento segun la invencion.
Otras ventajas, caracterlsticas y detalles de la invencion resultan del siguiente ejemplo de realization descrito, as! como de los dibujos. En este caso muestran:
Las Figs. 1 - 3 respectivamente una representation de principio de un elemento de contacto y de un componente de celda de combustible en el marco de la realizacion de un procedimiento segun un ejemplo de realizacion de la invencion; y
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La Fig. 4 una representacion de principio de un recorte de una celda de combustible.
Las Figs. 1 - 3 muestran respectivamente una representacion de principio de un elemento de contacto 1 electricamente conductor y de un componente de celda de combustible 2 electricamente conductor en el marco de la realizacion de un procedimiento segun un ejemplo de realization de la invention. Las Figs. 1 - 3 muestran respectivamente vistas en section del elemento de contacto 1, como tambien del componente de celda de combustible 2.
La Fig. 1 muestra la puesta a disposition prevista en el primer paso del procedimiento segun la invencion, de un elemento de contacto 1 y de un componente de celda de combustible 2. El elemento de contacto 1 ha de disponerse a continuation sobre el componente de celda de combustible 2 o unirse con este de forma estable o imperdible (comparense las Figs. 2, 3).
El elemento de contacto 1 esta formado a partir de ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto no sinterizada, formula LaxSr1-xCoyFe1-yO3-d. El elemento de contacto 1 se presenta como lamina con un grosor o una altura de aproximadamente 100 pm.
Como puede verse, en el elemento de contacto 1 hay configuradas perforaciones 3. Las perforaciones 3, configuradas en particular mediante procesos de estampacion, y la forma realizada de esta manera, del elemento de contacto 1, estan adaptadas a otros componentes que se unen en la combination general de una celda de combustible 4 (comparese la Fig. 4) al lado del elemento de contacto 1 alejado del componente de celda de combustible 2, como por ejemplo, placas de interconexion. El contorno de la superficie del elemento de contacto 1 esta configurado de esta manera tlpicamente, en comparacion con el contorno de la superficie de un componente a disponer en la combinacion en general sobre la celda de combustible 4 o a unir con esta, de forma opuesta.
En el caso del componente de celda de combustible 2 se trata de un electrodo poroso conmutado como catodo, para una celda de combustible o de una celda de combustible (comparese la Fig. 4). El componente de celda de combustible 2 esta formado igualmente a partir de ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto, formula LaxSr1- xCoyFe1-yO3-d. A diferencia del material que forma el elemento de contacto 1, el material que forma el componente de celda de combustible 2, esta sin embargo, ya sinterizado. Basicamente puede usarse no obstante tambien, un material no sinterizado, que forme el componente de celda de combustible 2.
La Fig. 2 muestra la aplicacion de un disolvente 5 organico llquido en forma de una emulsion o mezcla del material que forma el elemento de contacto 1 y etanol sobre las superficies de lado superior en la Fig. 2 del elemento de contacto 1 y del componente de celda de combustible 2. En el disolvente 5 que se presenta como emulsion hay contenida de esta manera ya una determinada cantidad, tlpicamente de aproximadamente el 20 % en volumen, del material disuelto que forma el elemento de contacto 1.
El disolvente 5 puede aplicarse por el lado del elemento de contacto sobre el lado dirigido hacia el componente de celda de combustible 2 y/o alejado del componente de celda de combustible 2, del elemento de contacto 1. La aplicacion del disolvente 5 se produce por ejemplo, con un pincel. El disolvente 5 es adecuado para disgregar o disolver el elemento de contacto 1 al menos por el lado de la superficie.
Como se indica mediante la flecha P1 mostrada en la Fig. 2, se produce ademas de ello una disposicion o colocation del elemento de contacto 1 sobre la superficie humectada con disolvente 5 del componente de celda de combustible 2.
La Fig. 3 muestra el estado, en el cual el elemento de contacto 1 ha sido dispuesto correspondientemente sobre el componente de celda de combustible 2. El elemento de contacto 1 esta dispuesto en este caso de forma plana y directamente sobre el componente de celda de combustible 2. Tal como puede verse, en la Fig. 3 aun queda una determinada cantidad de disolvente 5 o de elemento de contacto 1 disuelto entre la parte no disuelta del elemento de contacto 1 y el componente de celda de combustible 2.
En un paso posterior del procedimiento se produce una evaporation o vaporization del disolvente 5, lo cual se indica mediante las flechas P2. El proceso de evaporacion del disolvente puede controlarse o acelerarse mediante el ajuste preciso de determinadas condiciones de proceso, como por ejemplo, la presion y/o la temperatura.
La Fig. 4 muestra finalmente el estado en el cual el disolvente 5 esta completamente evaporado o vaporizado. Resulta ahora un conjunto, el cual se usa o puede usarse en una celda de combustible 4, en particular una celda de combustible de alta temperatura, cuya temperatura de funcionamiento se encuentra por encima de 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C (comparese la Fig. 4).
La estructura de una celda de combustible o de una pila de varias celdas de combustible dispuestas unas sobre otras o unas junto a otras, es lo suficientemente conocida. Normalmente se une en este caso por el lado superior al
elemento de contacto 1, una placa de interconexion (no mostrado) y por el lado inferior al componente de celda de combustible 2, un electrolito (no mostrado).
Si bien la invencion se ha ilustrado y descrito con gran detalle mediante el ejemplo de realization preferido, la invention no queda limitada por los ejemplos divulgados, y el experto puede derivar de ello otras variaciones, sin 5 abandonar el ambito de protection de la invencion como se divulga en las reivindicaciones.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la union de un elemento de contacto (1) electricamente conductor, el cual, a temperaturas por encima de 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C, presenta propiedades de conduccion electrica, con al menos un componente de celda de combustible (2) electricamente conductor asignado a una celda de combustible (4), caracterizado por los pasos:
    - poner a disposicion un elemento de contacto (1) soluble en un disolvente (5), el cual presente a temperaturas por encima de los 500 °C, en particular entre 600 y 1000 °C, propiedades de conduccion electrica, as! como un componente de celda de combustible (2) electricamente conductor,
    - aplicar un disolvente (5) para disgregar o disolver al menos el elemento de contacto (1), sobre el elemento de contacto (1) y/o el componente de celda de combustible (2),
    - disponer el elemento de contacto (1) sobre el componente de celda de combustible (2),
    - evaporar el disolvente (5) bajo la configuracion de una union entre el elemento de contacto (1) y el componente de celda de combustible (2).
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque como elemento de contacto (1) se usa un material formado a partir de ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto o un material que comprende ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto o se usa un material de manganita dopada con lantano y estroncio o que comprende manganita dopada con lantano y estroncio.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 2, caracterizado porque se usa una ferrita dopada con lantano, estroncio y cobalto sin sinterizar o una manganita dopada con lantano y estroncio sin sinterizar.
  4. 4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como elemento de contacto (2) se usa un material tipo placa, en particular tipo lamina.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de contacto (2) se provee antes de aplicarse el disolvente (5), de al menos una perforacion (3).
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como disolvente (5) se usa un disolvente organico, en particular etanol.
  7. 7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usa como disolvente (5) una emulsion de disolvente (5) y material que forma el elemento de contacto (1) disuelto en este.
  8. 8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como componente de celda de combustible (2) electricamente conductor, se usa un electrodo, en particular un catodo.
  9. 9. Celda de combustible (4), en particular celda de combustible de alta temperatura, comprendiendo al menos un componente de celda de combustible (2) electricamente conductor y al menos un elemento de contacto (1) electricamente conductor unido con este segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores.
ES14758836.2T 2013-09-10 2014-08-28 Procedimiento para la unión de un elemento de contacto eléctricamente conductor con al menos un componente de celda de combustible eléctricamente conductor asignado a una celda de combustible Active ES2632989T3 (es)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877506A (en) * 1987-04-08 1989-10-31 Fee Darrell C Monolithic solid electrolyte oxygen pump
AU664703B2 (en) * 1991-06-04 1995-11-30 Ballard Power Systems Inc. Gasketed membrane electrode assembly for electrochemical fuel cells
DE4314323C2 (de) * 1993-04-30 1998-01-22 Siemens Ag Hochtemperaturbrennstoffzelle mit verbesserter Festelektrolyt/Elektroden-Grenzfläche und Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtaufbaus mit verbesserter Festelektrolyt/Elektroden-Grenzfläche
DE4314745C1 (de) * 1993-05-04 1994-12-08 Fraunhofer Ges Forschung Brennstoffzelle
DE19710345C1 (de) * 1997-03-13 1999-01-21 Forschungszentrum Juelich Gmbh Werkstoff für elektrische Kontaktschichten zwischen einer Elektrode einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle und einem Verbindungselement
DE19932194A1 (de) * 1999-07-09 2001-01-18 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer Kontaktschicht auf der Kathodenseite einer Brennstoffzelle
DE10050010A1 (de) * 2000-10-10 2002-04-18 Forschungszentrum Juelich Gmbh Interkonnektor für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle
US6843960B2 (en) * 2002-06-12 2005-01-18 The University Of Chicago Compositionally graded metallic plates for planar solid oxide fuel cells
US20050048346A1 (en) * 2003-08-28 2005-03-03 Fannon Megan A. Modular connections in a DMFC array
US8227128B2 (en) * 2007-11-08 2012-07-24 Alan Devoe Fuel cell device and system
DE102008009985B4 (de) * 2008-02-19 2015-04-09 Sunfire Gmbh Elektrolyt für eine elektrolytgestützte Hochtemperatur-Brennstoffzelle, Verfahren zu dessen Herstellung, dessen Verwendung für eine elektrolytgestützte Brennstoffzelle und Verwendung der Brennstoffzelle für einen Brennstoffzellen-Stapel

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