HUP0104523A2 - Összetett elektródák szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközök számára - Google Patents

Összetett elektródák szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközök számára Download PDF

Info

Publication number
HUP0104523A2
HUP0104523A2 HU0104523A HUP0104523A HUP0104523A2 HU P0104523 A2 HUP0104523 A2 HU P0104523A2 HU 0104523 A HU0104523 A HU 0104523A HU P0104523 A HUP0104523 A HU P0104523A HU P0104523 A2 HUP0104523 A2 HU P0104523A2
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
particles
electrode
electrocatalytic
ion
phase
Prior art date
Application number
HU0104523A
Other languages
English (en)
Inventor
Debabrata Ghosh
Frank Martell
Zheng Tang
Original Assignee
Global Thermoelectric 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 Global Thermoelectric Inc. filed Critical Global Thermoelectric Inc.
Publication of HUP0104523A2 publication Critical patent/HUP0104523A2/hu
Publication of HUP0104523A3 publication Critical patent/HUP0104523A3/hu

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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
    • 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
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H01M4/8621—Porous electrodes containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
    • 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
    • H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8689—Positive electrodes
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Szilárd halmazállapotú ionos eszköz magában foglal egy sűrűelektrolitot, amely két porózus elektróda közé van helyezve. Az egyikkiviteli változatban az eszköz anód támogatású, és a katód egyporózus, háromfázisú szilárd szerkezetből van kiképezve, amelynek egytöbbségében 14 elektrokatalitikus részecskékből állóelektrokatalitikus fázisa és egy többségében 16 ionvezetőrészecskékből álló ionvezető fázisa van. Az elektrokatalitikusrészecskék közép- vagy átlagmérete nagyobb, mint az ionvezetőrészecskék közép- vagy átlagmérete. Az eszköz továbbá tartalmaz egynagy hatótávolságú elektronikusan vezető réteget lantán-kobaltból vagymás elektronikusan vezető anyagból. Ó

Description

PÖ1Ö4523. ..........
Képviselő: Pintz és Társai Szabadalmi és Védjegy Iroda, BuMipCSt.: ; .’·<
PÉLDÁNY
Összetett elektródák szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközök számára
GLOBAL THERMOELECTRIC INC., Calgary (CA)
Feltalálók: GHOSH Debrata, Calgary (CA)
MARTELL Frank, Calgary (CA) TANG Zheng, Calgary (CA)
Jelen találmány összetett elektródák és szilárd halmazállapotú ionos eszközökben alkalmazható elektróda reakciók funkcionális rétegeire vonatkozik.
Technika állása
Az alábbi anyagokra utalás történik a jelen iratban számukra való hivatkozással és mindegyik tartalma be van építve a jelen leírásba.
1. Eming, J.W., Hauber, T.,Stimming U., Wippermann K. Katalízis elektrokémiai folyamatokban szilárd halmazállapotú oxid üzemanyag cellákon, Energiaforrások Naplója 61. (1996) 205-211.
2. M. Watanabe, H. Uchida, M. Shibata, N. Mochizuji, és K. Amikura Nagy teljesítményű katalizált reakció réteg közepes hőmérsékleten működő szilárd oxid üzemanyag cellák számára. Eletrochem. Soc. 141. füzet (1994) 342-346.
1 045 23. , ..... .......
KÖZZÉ^T!ELI -.:-:-:-:..-.7
3. Sazibada, M. Benson, S.J.Rudkin, R.A.Kilner, J.A.Pd. /
Lao.ő Sro.4 Co0.2 Fe0.g katódok. Szilárd halmazállapotú ionos eszközök
4. M.M.Murphy, J.Van Herle, A.J. McEvoy, K.Ravindranathan Thampi, Elektromentes lerakodások elektródákra szilárd halmazállapotú oxid üzemanyag cellákban. Electrochem J. Soc. 141 füzet (1994) 30. L94-96.
5. Uchida et.al. Shin-ichi Arisaka és Masahiro Watanabe, B-IN-05 tanulmány a 121 Nemzetközi konferencián szilárd halmazállapotú ionos eszközök tárgyában (1999) 154155.
A találmány alapja
A szilárd halmazállapotú ionos eszközök tipikusan a teljesen sűrű elektrolitból állnak, amelyek vékony elektróda rétegek közé vannak ágyazva. Ismeretes, hogy a legtöbb szilárd halmazállapotú ionos eszközben a legfőbb vésztességek az elektródákban vagy az elektróda/elektrolit határ felületén keletkeznek. Ezért ezeknek a veszteségeknek a minimalizálása meghatározó jelentőségű ezen eszközök hatékony működtetése szempontjából.
A szilárd oxid fűtőanyag cellák (SOFC) elméletileg igen hatékony energia átalakító eszközök, amelyeknek megvan az az esélyük, hogy számos célra használható termékké váljanak. Az SOFC szilárd elektrokémiai cella, amely gázt át nem eresztő szilárd elektrolitból áll, amely egy porózus katód és egy porózus anód közé van ágyazva. Az oxigén szállítása a katódon keresztül annak az elektrolittal határos felületére történik, ahol oxigénionokká redukálják, amelyek az elektroliton keresztül vándorolnak az anódhoz. Az anódnál az ionos oxigén reakcióba lép olyan tüzelőanyagokkal, mint a hidrogén vagy metán és elektronokat tesz szabaddá. Az elektronok egy külső áramkörön keresztül visszavándorolnak a katódhoz, hogy elektromos áramot termeljenek.
A hagyományos SOFC elektródák felépítése jól ismert. Gyakran összetett elektródákat használnak, amelyek egy elektronvezető anyagból és egy ionvezetö anyagból állnak.
Például egy anód állhat elektronikusan vezető nikkelből (Ni) és ionvezető itriumoxid által stabilizált cirkóniumból (YSZ), míg a katód egy perovszkitból, pld. Lapx Srx Μηθβ-b (LSM)-ből, mint elektronvezető anyagból és YSZ-ből, mint ionvezetőből állhat.
A hagyományos SOFC nagy teljesítményt nyújt 1000°C hőmérséklet mellett. Az ilyen magas üzemi hőmérsékletnek azonban az a hátránya, hogy a szerkezeti anyagok fizikailag és kémiailag fokozatosan lebomlanak. Ezért kívánatos a SOFC készlet üzemi hőmérsékletét kb. 700°C-ra csökkenteni. Azonban ilyen középhőmérsékletnél az elektróda reakció sebessége jelentősen csökken. Korábbi kísérletek az elektróda reakció képességének növelésére az elektróda mikrostruktúrájának optimalizálására összpontosítottak és arra, hogy az elektróda struktúrájába katalitikus anyagokat vigyenek be.
Jól ismert az az eljárás, hogy az üzemanyag cella elektródjain aktivált felületet alakítsanak ki az elektrokémia folyamat elősegítésére. A nikkelt szokásos katalizátorként az anód oldalon üzemanyag oxidálásához használni. A katód oldalon általában kerámia katód anyagokat használnak az SOFC-ben, mint a perovszkitek, amelyek nagy aktiválási energiával rendelkeznek oxigén redukciójához. Ezért az aktiválási energia az oxigén redukció reakciója számára olyan nemes fémek hozzáadásával csökkenthető, mint Au, Ag, Pt, Pd, ír, Ru vagy egyéb, a Pt csoporthoz tartozó fémek és ötvözetek. Eming és társai (1) beszámoltak arról, hogy erősen diszpergált nemes fémek (=0.1 mg/cm2) csökkentik az oxigén redukció reakciójának aktiválási energiáját egy SOFC katódján. M. Watanabe (2) szintén megállapította, hogy az anódos polarizáció ellenállása és aktiválási energiája erősen csökken, amikor csak kis mennyiségű katalizátort töltöttünk, mint amilyen az Ru, Rh és Pt, a szamárium oxiddal adalékolt (SDC) anódra. Nagy depolarizációs hatást észleltünk egy Pt-vel katalizált LSM katóddal, különösen nagy áramsűrűségek esetén. Sahibzada és társai (3) nemrég beszámoltak arról, hogy a kis mennyiségű Pd-vel átitatott LSCF elektródák 3-4-szer kisebb ellenállás impedanciát mutattak fel a 400-tól 750 °C-ig teijedő tartományban. A teljes cella ellenállás 6500 °C-nál 15%-al és 550 °C-nál 40%-al csökkent.
Gazdasági okokból nemes fém katalizátorokat nagyon kis mennyiségben alkalmaznak elektrokémiai folyamatok katalizálására elektródáknál. A katalizátorokat általában úgy impregnálják, hogy az elektróda pórusait átitatják szűréssel vagy kémiai folyamat útján. Az impregnálási folyamatot gyakran egy megkötési folyamat követi, amikor a lerakodott részecskékre kötőanyagot helyeznek, hogy biztos és tartós kötést biztosítsanak a bevonat és az alapanyag között. A 3,097,115; 3.097,757 és 3,309.231. sz. US szabadalmak ilyen hagyományos impregnálási eljárásokat ismertetnek porózus elektródák számára.
A katalizátorok alkalmazhatók szokásos elektronmentes ülepítési technikáknál Ni, Pd és Ag (4) és pótló réteg felviteléhez ahogyan azt a 3.787.244. sz. US szabadalmi irat ismerteti. Ebben a folyamatban egy nemes fém katalizátor sóját tartalmazó savas pótló oldatot egy nikkel elektróda szubsztrátum pórusain keresztül kényszerítik és a feloldott sóból származó nemes fém ionok egy vékony réteget pótolnak a nikkel felületen a pórusokon belül.
Ismeretes, hogy erősen diszperz katalizátor rétegeket (1) képeznek kevesebb mint 0.1 mg/cm2 vizes oldatokból Pt, Pd, ír vagy Ru sóiból. Néhány cseppet ebből az oldatból felvisznek az elektróda felületére. Száradás után a sókat vagy redukálják fémre hidrogén (Pt és Pd) alatti hevítéssel vagy oxidáltatják levegőn (ír és Ru). Uchida és társai (5) nem régen nanométer nagyságú nemes fém katalizátorokat használtak mind az anódhoz, mind a kátédhoz, ami érzékelhetően kisebb túlpotenciálos ohmos ellenállást eredményezett.
Singheiser (EP 424813) egy fémközi összetett réteget ismertet (0,5-5 mikron), amely 270 súly% nemes fémet, mint a Pt, Ag vagy Pd tartalmaz, és amely az elektrolit és az elektródák között használható, vagy pedig amellyel össze lehet kötni két üzemanyag cellát. Azt állítják, hogy a fűtőanyag cella alacsonyabb hőmérséklet mellett működtethető a nagyobb elektróda vezetőképesség miatt.
Tekintettel a nemes fémek magas árára a nemes fémek alkalmazása az SOFC elektródákban egyelőre főleg a katalizáló képességére korlátozódik. Az utóbbi időben valamennyi erőfeszítés arra irányult, hogy nagyon finom katalizátor részecskéket alkalmazzanak, hogy maximálják a katalizátor három fázisú határát, a gáz fázist és az elektrolitot. A katalizátort vagy nagyon vékony rétegként alkalmazzák az elektrolit/elektróda határon vagy erősen diszpergálják az egész elektródán.
A Virkar és társai által kibocsátott 5.543.239. sz. US szabadalomban egy elektrokatalizátor van beépítve az elektróda mikroszerkezetébe, amely a jelentés szerint javítja a szilárd halmazállapotú ionos eszköz teljesítményét azáltal, hogy katalizátort biztosít és javítja az elektromos vezetőképességet. Ebben a leírásban porózus ionos vezetőt alkalmaznak sűrű elektrolit szubsztrátumhoz. Ezután egy elektrokatalizátort vezetnek be a porózus mátrixba, hogy elektromos folytonosságot és egy hosszú három fázisú határvonalat nyeljenek. Ennek eredményeként az elektrokatalizátort kis részecskékből álló vékony rétegként alkalmazzák az ionos vezetőn.
A Vikar és társai által ismertetett elektróda azonban nem oldja meg az elektróda instabilitásának problémáját. Ismeretes, hogy az elpárolgási veszteség a nemes fémeknél még a SOFC közepes üzemi hőmérsékleténél is előfordul. A Thomson-Freundlich (Kelvin) egyenlet szerint a gőznyomás különbségnek egy ívelt felületen az a fontos jellemzője, hogy az erős íveltség helyén a gőznyomás növekszik. így, minél kisebb a részecskék mérete, annál nagyobb a gőz nyomása. Ez jelentős párolgási veszteséget okozhat kisméretű nemes fém részecskék esetén az üzemi hőmérsékleten működő SOFC-nél.
Ezen kívül a részecskék felszínén jelentkező nagyobb nyomás és a részecskék közötti beszűkülésen mutatkozó kisebb nyomás könnyebben vezethet a kisebb részecskék összesüléséhez (szinterezéséhez). így a mikronos alatti elektróda mikrostrukturája, amelynél a nemes fém részecskék kisebbek 0,5 mikronnál, az SOFC közepestől a magasig teijedő üzemi hőmérsékleteinél nem stabil különösen akkor, ha az elektróda nagy áramerősséggel működik.
Továbbá, egy vékony elektronikus vezető réteg az elektródánál nagy ohmos ellenállással fog rendelkezni annál az elektródánál, amely korlátozza az elektróda áramvezető képességét. Amint Vikar és társai szabadalmának áram-feszültség görbéiből látható, a kísérleti áram 0,5 A/cm2—re van korlátozva a PT/YSZ és az LSM/YSZ elektródáknál.
Ezért szükség van egy olyan összetett elektródára, amely az előbbi korlátozásokat csillapítja és lehetővé teszi nagyobb teljesítményű szilárd halmazállapotú ionos eszközök és szilárd oxidos fűtőanyag cellák használatát.
A találmány lényege
A jelen találmány olyan tökéletesített mikroszerkezetű elektródára vonatkozik, amely nagy sűrűséget ér el az elektrokémiai reakciók helyén az elektrolit és az elektróda között és elektrokatalitikus anyagokat, mint nemes fémet épít be az elektródába érzékeny módon. Ezen kívül a tökéletesített mikroszerkezetnél jobb lehet a cella hosszú távú szerkezeti stabilitása azáltal, hogy csökken a nemes fém katalitikus összesülésének hatása és a gőzveszteség. Az elektróda beépíthető szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközökbe, mint oxigén szivattyúkba, membránokba és szenzorokba, szilárd halmazállapotú akkumulátor telepbe és szilárd oxidos fűtőanyag cellákba. A jelen találmány szerint az elektróda egyaránt lehet katód vagy anód.
Fentieknek megfelelően a találmány egyik szempontjából nézve a találmány magában foglal egy elektródát, amely egy szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszköz részét képezi, és amely elektróda hozzá van kötve egy sűrű elektrolit réteghez és porózus három-dimenziós szilárd fázist tartalmaz, amely áll:
(a) egy elektrokatalitikus fázisból, amely számos elektrokatalitikus részecskét tartalmaz;
(b) egy ionos vezető rétegből, amely számos ionvezető részecskéből áll; ahol az elektrokatalitikus vezető fázis és az ionos vezető fázis vegyesen van szétszórva és ahol az elektrokatalitikus részecskék átlagos mérete lényegében egyenlő az ionos vezető részecskék méretével vagy annál nagyobb.
A találmány szerinti elektródát úgy készítik, hogy ionvezető kerámia részecskéket kevernek össze nemes fém elektrokatalitikus részecskékkel egy összetett elektródává, amelyet aztán sűrű elektrolit szubsztrátumra ernyő nyomtatás vagy más jól ismert módszerrel visznek fel. A kapott elektróda mikroszerkezete erősen porózus és nagyon hosszú három fázisú határokat tartalmaz, rendelkezik közvetlen ionvezető csatornákkal a katalitikus helyekről az elektrolithoz és közvetlen elektron vezető csatornákkal az elektródán keresztül a katalitikus helyekre. Az elektrokatalitikus részecskék előnyösen nemes fémből vannak és célszerűen nagyobbak, mint az ionvezető részecskék, ami azt eredményezi, hogy az ionvezető részecskék átütik a nemes fém részecskék határait. A viszonylag nagy nemes fém részecske méret csökkenti a párolgási veszteséget magasabb hőmérsékletnél, míg a szemcseszerű határvonal átütés csökkenti a nemes fém részecskék összesülését vagy egyesülését.
Az egyik kiviteli változatnál az ionvezető részecskék tartalmazhatnak kerámia részecskéket, amelyek célszerűen itriumoxid által stabilizált cirkoniumoxid, továbbá a nemes fém részecskék tartalmazhatnak palládiumot. A szakmában jártasak ismerhetnek más anyagokat is, amelyek ionvezető részecskékként vagy elektrokatalitikus részecskékként működhetnek.
Az egyik kiviteli változatban a találmány tartalmazhat egy olyan elektródát, amely tartalmaz (a) egy elektróda működő réteget szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközben történő felhasználásra, az elektróda tartalmaz porózus háromdimenziós szerkezetet, amely egy elektrokatalitikus anyag összekötött részecskéit és egy ionvezető összekötött részecskéit tartalmazza, amelyben az elektrokatalitikus részecskék közepes mérete hozzávetőleg egyenlő az ionvezető részecskék közepes méretével vagy annál nagyobb; és (b) egy nagy ható területű vezető elektróda réteget, amelyet a működő rétegre visznek rá. Egy sík SOFC-ben a nagy hatóterületű vezetőképesség inkább egy közbeiktatott lemez bordái közötti vízszintes vezetőképességre utal, mint a működő rétegen keresztül vezető kis hatóterületű függőleges vezető ösvényre. A vezető réteg tartalmazhat vezető fémoxidokat, mint lantán kobaltátot.
Egy másik aspektusban a találmány tartalmazhat egy szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközt, amely porózus anódból, sűrű elektrolitból és katódból áll, porózus háromdimenziós szerkezettel, amely egy elektrokatalitikus anyag összekötött részecskéiből és egy ionvezető összekötött részecskéiből áll, amelyben az elektrokatalitikus részecskék átlag- vagy közép mérete nagyobb, mint az ionvezető részecskék közép vagy átlagmérete. A szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszköz egy szilárd oxidos fűtőanyag cella lehet.
Megint egy másik szempontból nézve a találmány alkalmazási eljárást jelent elektróda képzésére olyan szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközben való használatra, amelynek sűrű elektrolit rétege van, amely az alábbi lépéseket foglalja magában:
(a) elektrokatalitikus részecskék összekeverése ionvezető részecskékkel, ahol az elektrokatalitikus részecskék közép- vagy átlagmérete lényegében azonos az ionvezető részecskék közép- vagy átlagméretével vagy annál nagyobb; és (b) porózus háromdimenziós szerkezet létrehozása, amely a sűrű elektrolit réteghez van kötve, ez a szerkezet tartalmaz összekötött nemes fém részecskéket és összekötött ionvezető részecskéket.
Egy másik kiviteli változatban egy további fémoxid vezetőréteg alkalmazható, de nem előszinterezve az elektródához. A fémoxid tartalmazhat lantán kobalt oxidot.
A rajzok rövid leírása
Az alábbiakban ismertetjük a találmányt mintaszerű kiviteli példák alapján, hivatkozással a mellékelt rajzokra. A rajzokon:
Az 1. ábra mutatja a találmány egyik kiviteli változata szerinti katód keresztmetszetét.
A 2. ábra mutatja a találmány szerinti egyik kiviteli változata szerinti katód keresztmetszetének letapogató elektron mikrográfját.
A 3. ábra mutatja a találmány szerinti egyedülálló fűtőanyag cella I-V jellemző görbéit.
A 4. ábra mutatja a találmány szerinti más kiviteli változat katódkeresztmetszetének elektron mikrográfját.
Az 5. ábra a találmány egy másik kiviteli változata szerinti katód letapogató elektron mikro gráfja keresztmetszetben.
A 6. ábra a katódon és a vezető elektródon keresztül folyó áram útjának vázlatos rajza.
A 7. ábra a találmány szerinti egyedülálló fűtőanyag cella I-V jellemző görbéit.
A 8. ábra a találmány egyik kiviteli változata szerinti 15 fűtőanyag cellából álló készlet I-V jellemző görbéi.
A 9. ábra mutatja a nemes fém koncentráció változtatásának hatását az energia sűrűségre vonatkoztatva a különböző hőmérsékletek mellett elvégzett tesztekkel.
A találmány részletes leírása
A jelen találmány összetett elektródát alkot szilárd oxid fűtőanyag cellával való használatra valamint eljárást egy ilyen elektróda előállítására. A jelen leírásban minden kifejezést, amelyet nem határozunk meg külön, a szakmában általánosan használt értelemben értendő.
A. Meghatározások
A szövegben a hozzávetőleg kifejezésen az érték plusz vagy mínusz 10 %-os tartománya értendő.
A szövegben az elektrokatalizátor kifejezés alatt olyan anyag értendő, amely mind elektronikus vezető mind pedig katalizátor egy elektróda reakció számára. Az elektrokatalizátor anyagok lehetnek nemes fémek és bizonyos fémoxidok.
A szövegben szereplő nemes fém kifejezés alatt olyan fémek és ötvözeteik értendők, amelyek az ezüst, arany, irídium, ozmium, palládium, ruténium, rádium és platina csoportba tartoznak.
A szövegben szereplő LC vagy lantán kobaltát alatt LaCoCh értendő.
B. Leírás
Az 1. ábrán látható a 10 porózus összetett elektróda egy kiviteli változata a 12 elektrolithoz kötve. Az összetett elektróda a 14 elektrokatalitikus nemesfém részecskékből és a 16 ionvezető kerámia részecskékből készült, amelyek finoman kötődnek a 12 elektrolithoz. A kerámia részecskék I ionvezető utakat képeznek a 12 elektrolittól a 18 elektrokémiailag aktív területekhez. A fémes fázis az E elektronvezető utakat képezi a 10 elektródán keresztül a kontakt masszához (az ábrán nincs feltüntetve)és a katód elektronikus vezető csíkhoz (nincs feltüntetve). A elektrokémiailag aktív terület egybeesik a három fázis 18 határvonalával, amely kiteljed a gáznemü pórus fázis, a 16 kerámia fázis és a 14 nemesfém fázis közös határvonalára. Általános az a hit, hogy az elektróda reakció lényegében ezen a határvonalon zajlik le, ahol a három fázis (gáz, elektrokatalitikus vezető és ionvezető) találkozik.
Ily módon a találmány szerinti összetett elektróda több elektróda reakció területet biztosít a túlpotenciálos veszteség csökkentése céljából. Ezen túlmenően a katalitikus nemes fém jelenléte a 18 elektrokémiailag aktív területeken csökkenti az elektróda reakciók aktiválási energiáját.
Az összetett elektródában a kerámia ionvezető fázis bármely ismert iőnvezető lehet, mint az itriumoxid által stabilizált cirkóniumoxid (YSZ). A találmány egyik preferált kiviteli változatában a kerámia fázis célszerűen ugyanaz az anyag, mint az elektrolité, úgy hogy a kerámia fázis és az elektrolit közötti határvonal kémiailag stabilizált és a két anyag hötani szempontból jól illeszkedik egymáshoz.
Az elektrokatalitikus fázis bármely nemes fém vagy nemes fém ötvözet lehet. Mindezek a fémek jó katalizátorok az oxigén redukció szempontjából és jó elektronikus vezetők. A preferált kiviteli változatban palládiumot használnak, mivel hőtágulási tényezője hasonlít az YSZ hőtágulási tényezőjéhez, mely utóbbi felhasználható mint elektrolit és a kerámia fázisban. Ennek megfelelően, a palládium és az YSZ alkalmazása a találmány szerinti preferált elektródban jó termikus stabilitást biztosít akkor is, ha az elektróda termikus körfolyamatnak van alávetve.
A nemes fém és az ionvezető fázis relatív aránya változtatható. Azonban, ha az egyik fázis térfogat százalékos arányát túlzottan csökkentjük, ebből a fázisból esetleg nem képződnek folytonos csatornák, amikor az elektróda képzése megtörtént. Célszerű, hogy folytonos ionvezető csatornák, elektron vezető csatornák és porózus csatornák álljanak rendelkezésre az összetett elektróda teljes vastagságában.
Az elektronvezető csatornák csökkentik a cella ohmos ellenállását. Az összetett elektróda elektronikus vezetőképességét fokozhatjuk a nemes fém részecskék méretének növelésével és a fém fázis térfogat százalékos arányának növelésével. Azonban a részecske méretek növelése csökkenti az elektrokatalizátor katalitikus hatását. Az ionvezető képesség fokozható a kerámia anyag részecske méretének csökkentésével és a kerámia fázis térfogat százalékos arányának növelésével. Azonban, akár a kerámia akár a fém fázis kisebb részecske mérete hosszabb határvonalat hoz létre a három fázis között.
Amint az ábrák mutatják, mivel a kerámia részecskék célszerűen kisebbek, mint a fém részecskék, a 16 kerámia részecskék részben letakarják a 14 nemes fém részecskéket. A fém fázis felületének terület csökkenése csökkenti a nemes fém párolgási veszteségét magasabb üzemi hőmérsékleteknél. Ezen túlmenően a 16 kerámia részecskék hajlamosok két szomszédos 14 fémrészecske összeállására, aminek hatása mint átütött határvonal ismeretes, ami a nemes fém részecskék további összesülését megelőzi. így az 12 7·:·.:.
*· · ·» ·· elektróda morfológiája, az elektróda/elektrolit határfelület és a három fázis határvonala, stabilabb lehet.
Az 1. ábrán bemutatott kiviteli változatban a gáz fázis, a fém fázis és a kerámia fázis térfogatszázaléka hozzávetőleg egyenlő. Azonban a fém részecskék mérete 5-10-szerese a kerámia részecskék méretének. Az így kapott mikroszerkezet az 1. és 2. ábrán látható. Világosan látható, hogy a kerámia részecskék folytonos ionvezető csatornákat képeznek részecske-láncok formájában az elektrolittól a három fázis határvonaláig. A fém részecskék összekötődnek folytonos elektronvezető csatornákat képezve a három fázis határvonala és a katód vezető rétege között. Végezetül a szerkezet nagyfokú porozitása kombinálva az ionvezető csatornák és az elektron vezető csatornák összefonódásával hatalmas nagy határfelületet hoz létre a három fázis között.
A találmány jellemző vonása a fém részecskék relatív mérete a kerámia részecskékhez viszonyítva. A fém részecskék célszerűen nagyobbak legyenek, mint a kerámia részecskék, előnyös ha 2-10-szer nagyobbak. E méretkülönbség eredményeként a kerámia részecskék igyekeznek a fémrészecskékkel folytonos füzérré egyesülni. Nevezetesen, a kerámia részecskék egyesülnek a szomszédos fém részecskék érintkező foltjai mentén. Mint feljebb már említettük, ez a morfológia nemcsak növeli a három fázis határvonalát a kátédnál, hanem csökkenti a fém részecskék összesülését és a fém párolgási veszteségét is.
A találmány szerinti elektróda alkalmazható egy elektrolit/anód anyaghoz a jól ismert megfelelő technikákkal, mint ernyő nyomtatással, szalag öntéssel, gőz ülepítéssel vagy termikus szórással. Előnyös módszer az ernyő nyomtatás, amikor is a massza képzéséhez megfelelő kötőanyagot, megfelelő oldószert, nemes fém részecskéket és ionvezető résecskéket használunk. A kötőanyag és az oldószer természetét és használatát a szakmában jártasak jól ismerik.
A találmány egy alternatív kiviteli változatában a 4. és 5. ábra szerint látható egy porózus összetett funkcionális 110 katódréteg a 112 elektrolithoz hozzákötve. A 110 összetett funkcionális réteg a 114, elektronvezető és katalitikus nemes fém részecskékből képzett és a 116 ionvezető kerámia részecskékből van összeállítva, amelyek finoman kötődnek a 112 elektrolithoz. A 114 katalitikus nemes fém részecskéket és 116 ionvezető kerámia részecskéket tartalmazó 110 funkcionális réteget a 120 elektronikusan igen jól vezető réteg fedi be. Az egyik kiviteli változatban a 120 réteg LC anyagból készül. Más, oxidáló közegben használható anyagok LSM-et (LaSrMnO2) vagy más elektronikusan vezető fémoxidot tartalmazhatnak.
Az egyik kiviteli változatban a 110 funkcionális réteg kb. 1 mikron átmérőjű és 1-5 mikron vastagságú nemes fém részecskéket tartalmaz, és így körül belül 1-5 részecskényi vastag. Ez egy jó, kis hatóterületű, elektronikus függőleges vezetőképességgel rendelkező réteget biztosít, mivel annak valószínűsége, hogy a nemes fém részecskék utat alkotnak az elektrolit és a 120 LC réteg között, lényegesen nagyobb, mint az előző megoldásoknál, amelyeket vastagabb réteg és azonos mennyiségű nemes fém jellemez. A kerámia részecskék célszerűen kisebbek a fém részecskéknél és azok átmérője 0,1 és 0,2 mikron között mozoghat.
Az egyik kiviteli változatban a 10 elektróda réteg vagy a 110 funkcionális nemes fém réteg 50%-ban elektrokatalitikus részecskékből és 50%-ban ionvezető részecskékből áll körülbelül 33% porózus térfogattal. Más szavakkal, az elektróda 1/3 ionvezetö részecskét, 1/3 elektrokatalitikus részecskét és 1/3 pórust tartalmaz térfogatban mérve. A jelen leírásban szereplő valamennyi utalás az elektrokatalitikus fázis térfogat százalékára a szilárd fázis térfogatára vonatkozik. Az elektrokatalizátomak ez a térfogatszázaléka hozzávetőleg 1,0 % és hozzávetőleg 95 % között változhat az elektróda szilárd részecskéinek térfogatára vonatkoztatva és célszerűen hozzávetőleg 20 %-tól 60 %-ig mozoghat attól függően, hogy milyen költséget, milyen cellánkénti teljesítményt és milyen egyéb tényezőket akarunk elérni. Az elektróda térfogatszázaléka a pórusok térfogatára vonatkoztatva célszerűen hozzávetőleg 30 % vagy 1/3 legyen, noha az elektróda porozitása nagyobb vagy kisebb lehet.
Amikor az elektrokatalizátor nemes fém, a nemes fém térfogatszázaléka 1% és 50% között mozoghat hogy a költségek és a teljesítmény között jó viszonyt tudjunk biztosítani. Amint a 9. ábrán látható, a 110 funkcionális réteg 50%-nál nagyobb nemes fém tartalma nem növeli a cellák teljesítményét. Ezért a nemes fém felesleg költsége nem fizetődik ki. Ahol a legnagyobb teljesítményt kívánjuk elérni célszerű az 50% körüli nemes fém tartalom. Ha egyensúlyt akarunk biztosítani a költségek és a teljesítmény között, a nemes fém tartalmat 5%-nak vegyük. Noha a cella teljesítménye kisebb lesz, ha a nemes fém tartalom 1% felé csökken, a teljesítmény veszteséget kiegyenlíti a cellák kisebb gyártási költsége.
Egy olyan kiviteli változatban, ahol a nemes fém réteg vékony, kisebb mint hozzávetőleg 5 mikron, és amikor a nemes fém koncentrációja hozzávetőleg 30 térfogatszázalék a függőleges vezetőképesség (a V nyíl a 6. ábrán) jóval valószínűbb, mint a vízszintes nagyhatókörű vezetőképesség (H nyíl) a nemes fém részecskék eloszlása miatt. Lehet, hogy nincs elég fém részecske ahhoz, hogy nagy hatótávolságú folytonos H vezető utat biztosítsanak az áram elvezetéséhez a viszonylag tágan elrendezett 130 bordákhoz a 132 összekötő lemezen. E nehézség áthidalására az elektronikusan vezető anyagból készült 120 elektróda van beépítve a 110 funkcionális réteg fölé. Ez a 120 elektróda célszerűen kb. 15-től 20 mikron vastag legyen, de mozoghat hozzávetőleg 3 és hozzávetőleg 100 mikron között. A 120 vezető elektróda vagy LC réteg anyaga előnyösen lantán kobaltát (LaCoCh), amely oxidáló közegben nagyon jó elektronikus vezető tulajdonságokkal rendelkezik, bár használható más megfelelő anyag is.
Az LC réteget célszerű nem előégetni a készletben való működtetés előtt, mivel az LC réteg összesülése (szinterezése) kerülendő. Összesült állapotban az LC réteg hőtágulása hozzávetőleg kétszer akkora, mint a fűtőanyag cellában megmaradó többi alkotórészé. E hőtágulás eltérés miatt lezárási és kötési problémákat okoz. Ezen kívül az LC réteg vegyi reakcióba léphet az YSZ-el nemkívánatos fázisokat képezve az összesülés alatt keletkező magas hőmérséklet miatt. Ez okból célszerű az LC réteget nem szinterezni a fűtőanyag cella készletben történő használata előtt.
A vékonyabb 110 nemes fém funkcionális réteg és a 120 nagy hatóterületű elektronikusan vezető LC réteg kombinációja olyan fűtőanyag cellát eredményezett, amely a korábbiaknál nagyobb teljesítményt nyújt és, amint a 9. ábrán látható, 1,2 W/cm2 energia sűrűséget szolgáltathat.
Az alábbi példák illusztrációk, nem korlátozó jellegűek.
1. példa
Ez a példa ismerteti a Pd és YSZ összetett katód készítési módját anód támogatású szilárd oxid fűtőanyag cellához. A kapott katódot vázlatosan ábrázolja az 1. ábra. Egy, a jelen példa szerint készült katód letapogató elektron mikrográfját a 2. ábra mutatja.
Az összetett katód ernyő nyomtatásra alkalmas masszája egyenlő térfogatú Pd részecskékből, 8 mól százalék ittrium oxid által stabilizált cirkóniumoxidból ((YSZ) készül alfa-terpinben. Hatásos mennyiségben adunk hozzá etil-cellulózt. A Pd részecskék mérete 0,5 és 2 mikron között mozgott hozzávetőleg 1 mikron középméret mellett, míg a 8YSZ részecske mérete 0,1 és 0,2 mikron között volt hozzávetőleg 0,17 mikron középmérettel. A szubsztrátum (100 négyzet mm) egy teljesen sűrű 8YSZ elektrolitból (10 mikron vastag) áll porózus NÍO-8YSZ anódon (1 mm vastag). A katód masszát ernyő nyomtatással vitték fel a szubsztrátum elektrolit oldalára. A nyomatot kemencében szárították 60 -80 °C, majd 1300 °C-nál 2 órán keresztül égették. Az összetett katód vastagsága égetés után hozzávetőleg 5-10 mikron volt. A kapott szilárd fázis 50 térfogat százalék Pd és 50 térfogat százalék YSZ volt hozzávetőleg 3 3% porozitással.
A kapott PŐ/8YSZ katód cella összehasonlítása a szokásos perovszkit katóddal (LSM) azt mutatta, hogy a Pd/8YSZ katóddal ellátott cellának jelentősen jobb a teljesítménye. Egy 15-cellás készlet ezzel az összetett katóddal ellátott cellákból 750 °C mellett került megvizsgálásra és 750 W teljesítményt ért el hidrogén/argon 50-50%-os keverékkel mint fűtőanyaggal. Az áram megszakítás! kísérletek azt mutatták, hogy a javulás visszavezethető mind a kisebb ohmos ellenállásra katódon ' a palládium vezetőképességével rendelkező hálózat miatt mind pedig a kisebb túlpotenciális veszteségre az elektrokémiailag aktív zóna (három fázis határvonala) és a katalitikus aktív zóna növekedése miatt (palládium felület).
A 3. ábra egy különálló fűtőanyag cella I-V jellemző görbéit mutatja 600 °C és 900 °C között változó hőmérséklet mellett; a cella magában foglalja az elektródának ezt a kivitelét.
2. példa
Ez a példa egy Pd, YSZ és LC összetett elektródát tartalmaz egy anód támogatású szilárd oxid fűtőanyag cella számára és egy módszert az ilyen katód előállítására. A kapott katód letapogató elektron mikro gráfját a 4. ábra mutatja.
Egy ernyő nyomtatással előállítható összetett katód funkcionáls rétegéhez való masszát készítettek megfelelő térfogatú, jól diszpergált Pd és 8YSZ részecskékből alfa terpinban, hogy egy szilárd fázist kapjanak az 5%Pd/95%8YSZ-ből. A Pd részecskék mérete 0,5 és 2 mikron között mozgott körülbelül 1 mikron középmérettel, míg a 8YSZ részecskék mérete 0,1 és 0,2 mikron között mozgott 0,17 mikron közép mérettel. A szubsztrátum (100 négyzet mm) a teljesen sűrű 8YSZ elektrolitból (vastagsága 10 mikron) áll porózus NiO - 8YSZ anódon (1 mm vastag). A katód funkcionális rétegének masszáját ernyő nyomtatással vitték fel a szubsztrátum elektrolit oldalára. A lábnyomatok 90 négyzet mm-esek voltak. A nyomatokat kemencében szárították 60-80 °C-nál, majd 1300 °C-nál 1 órán keresztül égették. Égetés után az összetett funkcionális réteg vastagsága 1-3 mikron volt. Az LC réteget emyőnyomtatással alakították kb. 3 mikron vastagságúra a funkcionális réteg tetejére, de nem szinterezték. Amikor a cella elérte a 800 °C üzemi hőmérsékletet az LC por megfelelően hozzákötődött a funkcionális réteghez.
A 7. ábra mutatja egy egyedülálló fűtőanyag cella I-V jellemző görbéit 600 oC és 900 °C között változó hőmérsékletnél.
A 8. ábra a katód szóban forgó kivitelét tartalmazó, 15 cellából álló készlet I-V teljesítmény görbéit mutatja.
3. példa
Az összetett katód ernyő nyomtatással készült a 2. példához hasonló módon, de hozzávetőleg 10 mikron vastagsággal. Az LC réteget újból rányomtatták a funkcionális réteg fölé, de 30 mikron vastagságra. A kapott katód keresztmetszetét mutató letapogató elektron mikrográfját az 5. ábra mutatja.
4. példa
A 9. ábra mutatja annak hatását az energia sűrűségre (W/cm2 0,7 V-nál), amikor a szilárd fázis palládium arányát 5%-tól 95%-ig megváltoztatjuk. Amint látható, a teljesítmény 50 térfogat százalék palládiumnál éri el maximumát. Azonban jelentős teljesítményt 5 térfogat százalék palládium töltésnél is elérünk.
Amint a szakmában jártasok előtt világos a fenti leírástól eltérő különböző módosítások, adaptálások és változtatások lehetségesek anélkül, hogy kilépnénk a szabadalomnak az igénypontjaiban megfogalmazott érvényességi területéről.

Claims (40)

18 í ;í.
Λ Μ * »4
SZABADALMI IGÉNYPONTOK
1. Egy szilárd elektrokémiai eszköz részét képező elektróda egy sűrű elektrolit réteghez van kötve és egy porózus három dimenziós szilárd fázist tartalmaz, amely az alábbiakat foglalja magában:
(a) egy elektrokatalitikus fázist, amely többségében elektrokatalitikus részecskéket tartalmaz;
(b) egy ionvezető fázist, amely többségében ionvezető részecskéket tartalmaz; azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus fázis és az ionvezető fázis egymásba vannak vegyítve és azzal, hogy az elektrokatalitikus részecskék középmérete lényegében egyenlő az ionvezető részecskék közép méretével vagy annál nagyobb.
2. Elektróda az 1. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda szilárd fázisa térfogat tekintetében hozzávetőleg 1-95% elektrokatalitikus fázist tartalmaz.
3. Elektróda a 2. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda szilárd fázisa hozzávetőleg 1-től 50 térfogat százalékban elektrokatalitikus fázist tartalmaz.
4. Elektróda a 3. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda szilárd fázisa hozzávetőleg 5 térfogat százalékban elektrokatalitikus fázist tartalmaz.
5. Elektróda a 3. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda szilárd fázisa hozzávetőleg 30 térfogat százalékban elektrokatalitikus fázist tartalmaz.
6. Elektróda a 3. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda szilárd fázisa hozzávetőleg 50 térfogat százalékban elektrokatalitikus fázist tartalmaz.
7. Elektróda az 1. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az említett elektrokatalitikus részecskék középmérete hozzávetőleg legalább kétszer akkora, mint az ionvezető részecskék középmérete.
8. Elektróda a 7. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus részecskék középmérete hozzávetőleg legalább négyszer akkora, mint az ionvezető részecskék középmérete.
9. Elektróda az 1. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda katód és részét képezi egy szilárd oxid fűtőanyag cellának, amely egy elektrolit réteget és egy anód réteget tartalmaz.
10. Elektróda a 9. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a katód vastagsága kevesebb, mint 10 mikron.
11. Elektróda a 10. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a katód vastagsága kevesebb, mint 5 mikron.
12. Elektróda a 11. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a katód vastagsága kevesebb, mint 3 mikron.
13. Elektróda az 1. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektródának van egy függőleges dimenziója és egy vízszintes dimenziója és az említett elektrokatalitikus fázis folytonos elektron vezetést biztosít a függőleges dimenzióban, de nem a vízszintes dimenzióban.
14. Elektróda az 1. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda továbbá tartalmaz egy elektronvezető réteget, amely egy elektronikus vezetőképességű fémoxidból áll.
15. Elektróda a 14. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektronikus vezetőképességű fémoxid lantán kobaltátot tartalmaz.
16. Elektróda az 1. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus részecskék nemes fémből állnak.
17. Elektróda aló. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a nemes fém palládium.
18. Eletróda az 1. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az ionvezető részecskék YSZ-ből állnak.
19. Szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszköz, amely egy porózus anódot, egy sűrű elektrolitot és egy katódot tartalmaz, amelynek porózus háromdimenziós szerkezete van, egy elektrokatalitikus anyag összekötött részecskéiből és egy ionvezető összekötött részecskéiből áll, azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus részecskék középmérete nagyobb, mint a ionvezető részecskék középmérete.
20. Szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszköz a 19. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az eszköz szilárd oxid fűtőanyag cella.
21. Fűtőanyag cella a 20. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus anyag nemes fém.
22. Fűtőanyag cella a 21. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a nemes fém palládium.
23. Fűtőanyag cella a 20. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus részecske közép vagy átlagmérete hozzávetőleg legalább 2-szer akkora, mint az ionvezető részecske közép vagy átlagmérete.
24. Fűtőanyag cella a 23. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus részecske közép vagy átlagmérete hozzávetőleg 4-10-szer nagyobb, mint az ionvezető részecske közép vagy átlagmérete.
25. Fűtőanyag cella a 20. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az ionvezető ugyanazon ionvezető anyagból van, mint az elektrolit réteg.
26. Fűtőanyag cella a 25. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy mind az elektrolit, mind az ionvezető részecskék YSZ-ből vannak.
27. Fűtőanyag cella a 20. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a katód vastagsága kevesebb, mint hozzávetőleg 10 mikron.
28. Fűtőanyag cella a 27. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a katód vastagsága kevesebb, mint hozzávetőleg 5 mikron.
29. Fűtőanyag cella a 28. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a katód vastagsága kevesebb, mint hozzávetőleg 3 mikron.
30. Fűtőanyag cella a 20. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy egy további nagy hatótávolságú elektronikus vezetőréteget tartalmaz, amely a katódra van felrakva.
31. Fűtőanyag cella a 30. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a nagy hatótávolságú elektronikusan vezető réteg lantán kobaltot tartalmaz.
32. Fűtőanyag cella a 31. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a nagy hatótávolságú elektronikus vezetőréteg a fűtőanyag cella működtetés előtt nincs szinterezve.
33. Eljárási módszer elektróda kialakítására szilárd halmazállapotú elektrokémiai eszközben való felhasználásra, amely sűrű elektrolit réteggel rendelkezik, amely a következő lépéseket tartalmazza:
(c) elektrokatalitikus részecskék összekeverése ionvezető részecskékkel azzal, hogy az elektrokatalitikus részecskék átlag- vagy középmérete lényegében egyenlő az ionvezető részecskék átlag- vagy középméretével vagy annál nagyobb; és (d) porózus háromdimenziós szerkezet létrehozása a sűrű elektrolit réteghez kötve, amely szerkezet összekötött részecskéket tartalmaz a nemes fém részecskékből és összekötött részecskéket az ionvezetőből.
34. Eljárási módszer a 33. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus részecskék, az ionvezetö részecskék, egy megfelelő szerves kötőanyag és egy megfelelő oldószer helyes volumenben össze vannak keverve masszává, amelyet aztán ernyő nyomtatással visznek fel a sűrű elektrolitra.
35. Eljárási módszer a 33. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektrokatalitikus részecskék nemes fémből állnak.
36. Eljárási módszer a 35. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az ionvezető részecskék palládiumból varrnak.
37. Eljárási módszer a 33. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az ionvezető részecskék YSZ-ből vannak.
38. Eljárási módszer a 33. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy tartalmazza továbbá az elektróda szinterezés lépését, majd a fémoxidot tartalmazó, nagy hatótávolságú elektronikus vezető réteg felvitelét.
39. Eljárási módszer a 38. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy a fémoxid lantán kobaltátot tartalmaz.
40. Eljárási módszer a 33. igénypont szerint azzal jellemezve, hogy az elektróda szilárd fázisában lévő elektrokatalitikus részecskék térfogata hozzávetőleg 1 % és hozzávetőleg 50 % között mozog.
£a/i- uhí lA'Í !-£
PINTZ ES TÁRSAI
Szabadalmi és Védjegy Iroda
PINTZ GYÖRGY szabadalmi üov»” vö
HU0104523A 1999-10-08 2000-10-06 Composite electrodes for solid state electrochemical devices HUP0104523A3 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15812499P 1999-10-08 1999-10-08
US23154200P 2000-09-11 2000-09-11
PCT/CA2000/001166 WO2001028024A1 (en) 1999-10-08 2000-10-06 Composite electrodes for solid state electrochemical devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP0104523A2 true HUP0104523A2 (hu) 2002-03-28
HUP0104523A3 HUP0104523A3 (en) 2003-07-28

Family

ID=26854760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0104523A HUP0104523A3 (en) 1999-10-08 2000-10-06 Composite electrodes for solid state electrochemical devices

Country Status (20)

Country Link
US (2) US6420064B1 (hu)
EP (1) EP1135824B8 (hu)
JP (1) JP5336685B2 (hu)
KR (1) KR20010104686A (hu)
CN (1) CN1336016A (hu)
AT (1) ATE349777T1 (hu)
AU (1) AU769575B2 (hu)
BR (1) BR0007698A (hu)
CA (1) CA2352391C (hu)
CZ (1) CZ301735B6 (hu)
DE (1) DE60032577T2 (hu)
DK (1) DK1135824T3 (hu)
EA (1) EA004168B1 (hu)
HK (1) HK1044412A1 (hu)
HU (1) HUP0104523A3 (hu)
MX (1) MXPA01005771A (hu)
NO (1) NO20012859L (hu)
NZ (1) NZ512568A (hu)
PL (1) PL348192A1 (hu)
WO (1) WO2001028024A1 (hu)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7553573B2 (en) 1999-07-31 2009-06-30 The Regents Of The University Of California Solid state electrochemical composite
US6605316B1 (en) 1999-07-31 2003-08-12 The Regents Of The University Of California Structures and fabrication techniques for solid state electrochemical devices
US6682842B1 (en) * 1999-07-31 2004-01-27 The Regents Of The University Of California Composite electrode/electrolyte structure
CZ301735B6 (cs) * 1999-10-08 2010-06-09 Fuelcell Energy, Ltd. Kompozitní elektrody pro pevné elektrochemické soucástky a zarízení
DE10031102C2 (de) * 2000-06-30 2003-03-06 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers, insbesondere einer Elektrode mit temperaturbeständiger Leitfähigkeit
AU2002218929A1 (en) * 2001-01-12 2002-07-24 Global Thermoelectric Inc. Redox solid oxide fuel cell
US6632554B2 (en) * 2001-04-10 2003-10-14 Hybrid Power Generation Systems, Llc High performance cathodes for solid oxide fuel cells
JP4252453B2 (ja) * 2001-09-26 2009-04-08 日本碍子株式会社 電気化学セルおよびその製造方法
JP5393538B2 (ja) * 2002-07-19 2014-01-22 株式会社フルヤ金属 固体電解質型酸素センサー及び排ガスセンサー
US7569302B2 (en) 2002-11-05 2009-08-04 Panasonic Corporation Fuel cell for generating electric power
US7014929B2 (en) * 2003-01-23 2006-03-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell
US20050003262A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Rajiv Doshi Solid-state fuel cell and related method of manufacture
JP4949834B2 (ja) * 2003-07-18 2012-06-13 ヴァーサ パワー システムズ リミテッド 燃料電池スタック
US7892698B2 (en) * 2003-07-18 2011-02-22 Versa Power Systems, Ltd. Electrically conductive fuel cell contact material
JP2005116225A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Nissan Motor Co Ltd 固体酸化物形燃料電池用電極及びその製造方法
CA2551286A1 (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Pirelli & C. S.P.A. Solid oxide fuel cells comprising cermet compositions, processes for preparing the same, and methods for producing energy
US7190568B2 (en) 2004-11-16 2007-03-13 Versa Power Systems Ltd. Electrically conductive fuel cell contact materials
WO2006091250A2 (en) * 2004-11-30 2006-08-31 The Regents Of The University Of California Joining of dissimilar materials
JP2008522370A (ja) * 2004-11-30 2008-06-26 ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア 電気化学装置用封止ジョイント構造
US20060275647A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-07 Caine Finnerty Textile derived solid oxide fuel cell system
JP2007087868A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Tokyo Electric Power Co Inc:The 固体酸化物形燃料電池用燃料極及び固体酸化物形燃料電池用空気極並びに固体酸化物形燃料電池用セル
US9985295B2 (en) * 2005-09-26 2018-05-29 General Electric Company Solid oxide fuel cell structures, and related compositions and processes
KR100717130B1 (ko) * 2005-09-30 2007-05-11 한국과학기술연구원 고체산화물 연료전지용 페이스트, 이를 이용한 연료극지지형 고체산화물 연료전지 및 그 제조 방법
US7864322B2 (en) 2006-03-23 2011-01-04 The Research Foundation Of State University Of New York Optical methods and systems for detecting a constituent in a gas containing oxygen in harsh environments
CA2656460A1 (en) * 2006-07-28 2008-02-07 The Regents Of The University Of California Joined concentric tubes
JP4919480B2 (ja) * 2006-08-02 2012-04-18 三菱マテリアル株式会社 発電セルおよびその発電セルを組み込んだ固体電解質形燃料電池
US8313875B2 (en) * 2006-10-02 2012-11-20 Versa Power Systems, Ltd. High performance cathode with controlled operating temperature range
US9190669B2 (en) 2006-10-02 2015-11-17 Versa Power Systems, Ltd. Cell materials variation in SOFC stacks to address thermal gradients in all planes
US20080299436A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 General Electric Company Composite ceramic electrolyte structure and method of forming; and related articles
CN100511788C (zh) * 2007-06-22 2009-07-08 中国科学技术大学 一种固体氧化物燃料电池复合阴极及其制备方法
KR20100065296A (ko) * 2007-07-25 2010-06-16 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 맞물림 구조를 가지는 고온 전기화학 소자
DK2250295T3 (da) * 2008-02-04 2012-04-16 Univ California Cu-baseret cermet til højtemperatur-brændstofceller
RU2010147046A (ru) 2008-04-18 2012-05-27 Члены Правления Университета Калифорнии (Us) Комбинированное уплотнение для высокотемпературного электрохимического устройства
JP4901976B2 (ja) * 2009-08-26 2012-03-21 日本碍子株式会社 接合剤
CA2850780A1 (en) 2011-10-24 2013-05-02 Technical University Of Denmark A modified anode/electrolyte structure for a solid oxide electrochemical cell and a method for making said structure
KR101289095B1 (ko) * 2011-12-28 2013-07-23 주식회사 포스코 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
JP6195901B2 (ja) * 2012-04-23 2017-09-13 テクニカル ユニバーシティ オブ デンマーク 内部基準電極を採用するセンサ
JP6131166B2 (ja) * 2012-11-22 2017-05-17 株式会社デンソー ガスセンサ用の電極及びそれを用いたガスセンサ素子
TWI482660B (zh) * 2012-12-11 2015-05-01 Ind Tech Res Inst 電極及其製備方法
EP2814100A1 (en) 2013-06-12 2014-12-17 Topsøe Fuel Cell A/S Impregnation of an electrochemical cell cathode backbone
CN103529103A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 郑龙华 氧传感器多层复合多孔电极及其制造方法
US9559366B2 (en) 2014-03-20 2017-01-31 Versa Power Systems Ltd. Systems and methods for preventing chromium contamination of solid oxide fuel cells
US10084192B2 (en) 2014-03-20 2018-09-25 Versa Power Systems, Ltd Cathode contact layer design for preventing chromium contamination of solid oxide fuel cells
US9859560B2 (en) * 2014-06-04 2018-01-02 Quantumscape Corporation Electrode materials with mixed particle sizes
JP6842103B2 (ja) * 2015-06-15 2021-03-17 国立研究開発法人物質・材料研究機構 固体酸化物形燃料電池のアノード材料及びその製造方法、並びに固体酸化物形燃料電池
US10458027B2 (en) * 2015-10-08 2019-10-29 Low Emission Resources Corporation Electrode-supported tubular solid-oxide electrochemical cell
JP6543583B2 (ja) * 2016-02-24 2019-07-10 株式会社Ｓｏｋｅｎ ガスセンサ素子及びその製造方法
CN106252594B (zh) * 2016-09-05 2018-12-07 哈尔滨工业大学 一种具有纳米级两相共存结构的球形锂离子电池正极材料及其合成方法
DE102017203900A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Elektroden umfassend in Festkörperelektrolyten eingebrachtes Metall
JP6859926B2 (ja) * 2017-11-03 2021-04-14 株式会社デンソー 固体電解質、その製造方法、ガスセンサ
JP7135419B2 (ja) * 2018-05-11 2022-09-13 株式会社デンソー 多孔質焼結体
GB2580146B (en) 2018-12-21 2023-05-24 Ilika Tech Limited Composite material
JP7040437B2 (ja) * 2018-12-28 2022-03-23 株式会社デンソー ガスセンサ素子及びガスセンサ
CN113260737B (zh) * 2019-04-26 2024-12-06 松下知识产权经营株式会社 膜电极接合体、电化学装置和电化学系统
US11417891B2 (en) 2019-08-23 2022-08-16 Nissan North America, Inc. Cathode including a tandem electrocatalyst and solid oxide fuel cell including the same
DE102019214915A1 (de) * 2019-09-27 2021-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Stabförmige Messelektrode für einen magnetisch-induktiven Durchflussmesser
US11791478B2 (en) 2019-10-07 2023-10-17 Tennessee Technological University Reduced-temperature sintering of spinel-type coatings and layers with metallic alloy powder precursors
CN118648145A (zh) * 2022-02-03 2024-09-13 日产自动车株式会社 电化学单元电池

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1940528A (en) * 1930-12-17 1933-12-19 Rubber Cement Products Ltd Rubber composition
US3219730A (en) 1961-06-27 1965-11-23 Inst Gas Technology Method of making fuel cell elements
BE634204A (hu) 1962-06-27 1900-01-01
DE1571978A1 (de) 1966-03-11 1971-04-01 Battelle Institut E V Metallische Anoden fuer galvanische Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit Festelektrolyt und Verfahren zu ihrer Herstellung
FR96061E (fr) * 1967-11-02 1972-05-19 Gen Electric Corps composé et procédé pour son faÇonnage, notamment utilisable comme corps électrode-électrolyte.
US3551209A (en) 1969-05-21 1970-12-29 Us Interior Formation of skeletal metal solid electrolyte fuel cell electrodes
US3787244A (en) 1970-02-02 1974-01-22 United Aircraft Corp Method of catalyzing porous electrodes by replacement plating
DE2810134A1 (de) * 1978-03-09 1979-09-20 Bosch Gmbh Robert Zirkonoxid-keramik mit feinkoernigem und thermisch stabilem gefuege sowie mit hoher thermoschockbestaendigkeit, daraus hergestellte formkoerper, verfahren zur herstellung der formkoerper und ihre verwendung
DE2852638C2 (de) * 1978-12-06 1986-01-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Gassensor mit Cermet- Elektroden
DE2904069A1 (de) * 1979-02-03 1980-08-07 Bosch Gmbh Robert Festelektrolyt fuer elektrochemische anwendungen und verfahren zur herstellung desselben
DE2911042C2 (de) * 1979-03-21 1985-10-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrochemischer Meßfühler für die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration und Verfahren zu seiner Herstellung
US4459341A (en) 1983-02-02 1984-07-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High temperature solid electrolyte fuel cell with ceramic electrodes
US4582766A (en) 1985-03-28 1986-04-15 Westinghouse Electric Corp. High performance cermet electrodes
US4597170A (en) 1985-03-28 1986-07-01 Westinghouse Electric Corp. Method of making an electrode
US5037525A (en) 1985-10-29 1991-08-06 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Composite electrodes for use in solid electrolyte devices
DE3611291A1 (de) * 1986-04-04 1987-10-15 Dornier System Gmbh Herstellung von langzeitbestaendigen sauerstoffelektroden fuer elektrolysezellen mit festelektrolyt
US4702971A (en) 1986-05-28 1987-10-27 Westinghouse Electric Corp. Sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells
US4711605A (en) 1986-05-29 1987-12-08 Rexnord Inc. Key apparatus
US4767518A (en) 1986-06-11 1988-08-30 Westinghouse Electric Corp. Cermet electrode
US5306411A (en) 1989-05-25 1994-04-26 The Standard Oil Company Solid multi-component membranes, electrochemical reactor components, electrochemical reactors and use of membranes, reactor components, and reactor for oxidation reactions
US4933054A (en) 1987-03-13 1990-06-12 The Standard Oil Company Electrocatalytic oxidative dehydrogenation of saturated hydrocarbons to unsaturated hydrocarbons
US5591315A (en) 1987-03-13 1997-01-07 The Standard Oil Company Solid-component membranes electrochemical reactor components electrochemical reactors use of membranes reactor components and reactor for oxidation reactions
JPS63252908A (ja) 1987-04-08 1988-10-20 Agency Of Ind Science & Technol 金超微粒子固定化酸化物、その製造法、酸化触媒、還元触媒、可燃性ガスセンサ素子、及び電極用触媒
JPH01184457A (ja) * 1988-01-18 1989-07-24 Ngk Insulators Ltd 酸素センサ素子
US4849254A (en) 1988-02-25 1989-07-18 Westinghouse Electric Corp. Stabilizing metal components in electrodes of electrochemical cells
GB8816114D0 (en) 1988-07-06 1988-08-10 Johnson Matthey Plc Reforming catalyst
JP2790852B2 (ja) * 1989-05-25 1998-08-27 日本特殊陶業株式会社 空燃比制御用酸素センサ素子及びその製造方法
JPH0381959A (ja) * 1989-08-25 1991-04-08 Tonen Corp 固体電解質型燃料電池
DE3935311A1 (de) 1989-10-24 1991-04-25 Asea Brown Boveri Brennstoffzellenanordnung
US4971830A (en) * 1990-02-01 1990-11-20 Westinghouse Electric Corp. Method of electrode fabrication for solid oxide electrochemical cells
US5045169A (en) 1990-02-05 1991-09-03 Westinghouse Electric Corp. Solid oxide electrolyte electrochemical oxygen generator
US5286580A (en) 1990-02-09 1994-02-15 Osaka Gas Company Limited Fuel electrode for solid electrolyte fuel cells and a method for manufacture of the electrode
JPH0451462A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Yuasa Corp 電極の製造法
CA2085879A1 (en) 1990-06-21 1991-12-22 Bryan F. Dufner Method for making alloyed catalysts
JPH04141233A (ja) 1990-09-29 1992-05-14 Stonehard Assoc Inc 電極触媒
JPH04192261A (ja) * 1990-11-27 1992-07-10 Ngk Insulators Ltd 固体電解質型燃料電池の燃料電極及びその製造方法
US5342703A (en) * 1991-07-19 1994-08-30 Ngk Insulators, Ltd. Solid electrolyte type fuel cell and method for producing the same
JP3062632B2 (ja) * 1991-08-06 2000-07-12 大阪瓦斯株式会社 サーメット電極の製造方法
JP3281925B2 (ja) 1991-08-06 2002-05-13 大阪瓦斯株式会社 サーメット電極及びその製造方法
JPH05174833A (ja) 1991-12-17 1993-07-13 Tonen Corp 固体電解質燃料電池用燃料極材料
JP3317523B2 (ja) 1992-07-27 2002-08-26 新日本石油株式会社 固体電解質型燃料電池
JP3244310B2 (ja) * 1992-09-14 2002-01-07 三洋電機株式会社 固体電解質型燃料電池
NL9202087A (nl) * 1992-12-01 1994-07-01 Stichting Energie Werkwijze voor het aanbrengen van een cermet electrodelaag op een gesinterd elektroliet.
JP2979911B2 (ja) 1993-07-30 1999-11-22 三井造船株式会社 燃料電池用燃料改質触媒
JP2636157B2 (ja) * 1993-12-09 1997-07-30 工業技術院長 固体電解質燃料電池電極材料とこれを用いた電極
DE4400540C2 (de) 1994-01-11 1995-10-12 Forschungszentrum Juelich Gmbh Perowskitische Elektroden insbesondere für Hochtemperatur-Brennstoffzellen
GB2298955B (en) * 1995-03-16 1999-04-07 British Nuclear Fuels Plc Fuel cells
US5543239A (en) 1995-04-19 1996-08-06 Electric Power Research Institute Electrode design for solid state devices, fuel cells and sensors
DE19519847C1 (de) 1995-05-31 1997-01-23 Forschungszentrum Juelich Gmbh Anodensubstrat für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle
GB2305169A (en) 1995-09-14 1997-04-02 Univ Napier Solid oxide fuel cells
US5670270A (en) 1995-11-16 1997-09-23 The Dow Chemical Company Electrode structure for solid state electrochemical devices
US5993986A (en) 1995-11-16 1999-11-30 The Dow Chemical Company Solide oxide fuel cell stack with composite electrodes and method for making
US6117582A (en) 1995-11-16 2000-09-12 The Dow Chemical Company Cathode composition for solid oxide fuel cell
US5753385A (en) 1995-12-12 1998-05-19 Regents Of The University Of California Hybrid deposition of thin film solid oxide fuel cells and electrolyzers
US5863673A (en) 1995-12-18 1999-01-26 Ballard Power Systems Inc. Porous electrode substrate for an electrochemical fuel cell
JP3193294B2 (ja) 1996-05-24 2001-07-30 財団法人ファインセラミックスセンター 複合セラミックス粉末とその製造方法、固体電解質型燃料電池用の電極及びその製造方法
JPH1021930A (ja) * 1996-06-27 1998-01-23 Tokyo Gas Co Ltd 固体電解質型燃料電池の燃料極
JPH1021931A (ja) * 1996-06-27 1998-01-23 Kyocera Corp 固体電解質型燃料電池セル
BG62723B1 (bg) 1997-09-29 2000-06-30 "Ламан-Консулт"Оод Златен катализатор и приложението му при горивниелементи
US6051329A (en) 1998-01-15 2000-04-18 International Business Machines Corporation Solid oxide fuel cell having a catalytic anode
US6297185B1 (en) 1998-02-23 2001-10-02 T/J Technologies, Inc. Catalyst
NL1009060C2 (nl) * 1998-05-04 1999-11-05 Stichting Energie Elektrochemische cel.
US6372375B1 (en) 1998-06-12 2002-04-16 Ceramphysics, Inc. Ceramic fuel cell
JP2000133280A (ja) 1998-10-19 2000-05-12 Sof Co 高性能固体酸化物燃料電池用アノ―ド
DK173657B1 (da) 1998-11-17 2001-05-28 Forskningsct Risoe Elektrokemisk celle
US6589680B1 (en) 1999-03-03 2003-07-08 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Method for solid oxide fuel cell anode preparation
JP3448242B2 (ja) 1999-06-03 2003-09-22 新光電気工業株式会社 固体電解質燃料電池
CZ301735B6 (cs) * 1999-10-08 2010-06-09 Fuelcell Energy, Ltd. Kompozitní elektrody pro pevné elektrochemické soucástky a zarízení

Also Published As

Publication number Publication date
EP1135824B8 (en) 2007-04-25
HUP0104523A3 (en) 2003-07-28
MXPA01005771A (es) 2003-07-14
WO2001028024A8 (en) 2001-10-11
DK1135824T3 (da) 2007-04-16
JP5336685B2 (ja) 2013-11-06
DE60032577D1 (de) 2007-02-08
EA200100627A1 (ru) 2001-10-22
WO2001028024A1 (en) 2001-04-19
CZ20011953A3 (cs) 2001-11-14
NO20012859D0 (no) 2001-06-08
CA2352391C (en) 2009-08-25
CZ301735B6 (cs) 2010-06-09
AU769575B2 (en) 2004-01-29
HK1044412A1 (zh) 2002-10-18
NO20012859L (no) 2001-08-07
EP1135824A1 (en) 2001-09-26
CN1336016A (zh) 2002-02-13
EP1135824B1 (en) 2006-12-27
PL348192A1 (en) 2002-05-06
AU7765700A (en) 2001-04-23
JP2003511834A (ja) 2003-03-25
KR20010104686A (ko) 2001-11-26
DE60032577T2 (de) 2007-10-04
ATE349777T1 (de) 2007-01-15
NZ512568A (en) 2003-09-26
US6420064B1 (en) 2002-07-16
BR0007698A (pt) 2001-10-09
US6750169B2 (en) 2004-06-15
CA2352391A1 (en) 2001-04-19
EA004168B1 (ru) 2004-02-26
US20020122971A1 (en) 2002-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5336685B2 (ja) 固体電気化学的装置のための複合電極
EP2096695B1 (en) Solid oxide electrochemical cell and processes for producing the same
US20020098406A1 (en) Redox solid oxide fuel cell
CN100573979C (zh) 燃料电池用阴极及其制造方法
CA2665076C (en) High performance cathode with controlled operating temperature range
JP2003007318A (ja) 固体電解質型燃料電池
AU748484B2 (en) Electrochemical cell with sintered anode of metallic particles and oxides
EP2814099A1 (en) Electrochemical cell
AU2004201616B2 (en) Methods of forming electrodes for solid state electrochemical devices
CN118648145A (zh) 电化学单元电池
ZA200104613B (en) Composite electrodes for solid state electrochemical devices.
JPH05234600A (ja) 固体電解質燃料電池燃料極およびその製造方法