HUP0302080A2 - Nagy elektronvezetż képességgel rendelkezż vegyes oxid anyag, ilyen anyagból készített elektród, eljárás az elektród elżállítására, továbbá elektrokémiai cella - Google Patents

Nagy elektronvezetż képességgel rendelkezż vegyes oxid anyag, ilyen anyagból készített elektród, eljárás az elektród elżállítására, továbbá elektrokémiai cella Download PDF

Info

Publication number
HUP0302080A2
HUP0302080A2 HU0302080A HUP0302080A HUP0302080A2 HU P0302080 A2 HUP0302080 A2 HU P0302080A2 HU 0302080 A HU0302080 A HU 0302080A HU P0302080 A HUP0302080 A HU P0302080A HU P0302080 A2 HUP0302080 A2 HU P0302080A2
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
electrode
mixed oxide
oxide material
range
electrochemical cell
Prior art date
Application number
HU0302080A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerard Douwe Elzinga
Lambertus Plomp
Frederik Van Heuveln
Original Assignee
Energieonderzoek Centrum Nederland
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
Priority claimed from NL1015886A external-priority patent/NL1015886C2/nl
Priority claimed from NL1017632A external-priority patent/NL1017632C1/nl
Priority claimed from NL1018266A external-priority patent/NL1018266C1/nl
Application filed by Energieonderzoek Centrum Nederland filed Critical Energieonderzoek Centrum Nederland
Publication of HUP0302080A2 publication Critical patent/HUP0302080A2/hu

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/46—Metal oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/40—Complex oxides containing cobalt and at least one other metal element
    • C01G51/66—Complex oxides containing cobalt and at least one other metal element containing alkaline earth metals, e.g. SrCoO3
    • C01G51/68—Complex oxides containing cobalt and at least one other metal element containing alkaline earth metals, e.g. SrCoO3 containing rare earths, e.g. (La0.3Sr0.7)CoO3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their 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
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H01M4/9025—Oxides specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9033—Complex oxides, optionally doped, of the type M1MeO3, M1 being an alkaline earth metal or a rare earth, Me being a metal, e.g. perovskites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/30—Three-dimensional structures
    • C01P2002/34—Three-dimensional structures perovskite-type (ABO3)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50—Solid solutions
    • C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
    • C01P2002/54—Solid solutions containing elements as dopants one element only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3289—Noble metal oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3296—Lead oxides, plumbates or oxide forming salts thereof, e.g. silver plumbate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
    • 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
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

A találmány olyan, nagy elektronvezető képességű vegyes oxid anyaghozkapcsolódik, amelynek tapasztalati képlete: ABOy, ahol y 3, továbbá,ahol A az Na, K, Rb, Ca, Ba, La, Pr, Sr, Ce, Nb, Pb, Nd, Sm és Gdalkotta csoportból választott legalább egy fémet jelöl, továbbá ahol Ba Cu, Mg, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Nb, Mo, W és Zr alkotta csoportbólválasztott legalább egy fémet jelöl, továbbá ahol az A és 8 egyszerrenem lehet Nb, továbbá ahol az SrVO2,5 képletű anyag ki van zárva. Azanyag lehet perovszkit típusú anyag, amelynél y = 3-d, ahol d 0 és dértéke a kb.-0,2-től a kb. -0,05-ig terjedő tartományban, vagy a kb.+0,05-tól a kb. +0,7-ig terjedő tartományban van. Az anyag ugyancsaklehet Brown-Millerite típusú anyag, amelynél y = 2,5-x, ahol x értékea kb. -0,2-től a kb. -0,05-ig terjedő tartományban, vagy a kb. +0,05-tól a kb. +0,3-ig terjedő tartományban van. A találmány kiterjedemellett egy, a szóban forgó típusú vegyes oxid anyagból készített,elektrokémiai cellához való elektródra, az elektród vegyes oxidanyagból történő gyártási eljárására, továbbá olyan elektrokémiaicellára, amely legalább egy ilyen típusú, találmány szerinti vegyesoxid anyagból készített elektróddal rendelkezik. Ó

Description

PO^-2080 Ρ03 0 20 80
Nagy elektronvezető képességgel rendelkező vegyes oxid anyag, ilyen ANYAGBÓL KÉSZÍTETT ELEKTRÓD, ELJÁRÁS AZ ELEKTRÓD ELŐÁLLÍTÁSÁRA, TOVÁBBÁ ELEKTROKÉMIAI CELLA
A találmány elsősorban nagy elektronvezetö képességgel rendelkező vegyes oxid anyaghoz kapcsolódik. A találmány tárgya emellett egy ilyen anyagból készített elektród, továbbá az elektród előállítására szolgáló eljárás, ahol megfelelő hordozót biztosítunk, és vegyes oxid, legalább egy kötőanyag és legalább egy oldószer keverékét alkalmazva a hordozón a vegyes oxid tapadórétegét hozzuk létre, majd az oldószert eltávolítjuk, és - adott esetben - hőkezelést hajtunk végre. A találmány tárgya még egy, legalább két elektródot és elektrolitot tartalmazó elektrokémiai cella is.
Szóban forgó típusú anyagot tárgyal részletesen a DE-C-196,40,926 sz. német szabadalom, amely A(Bi.xCx)O3 típusú (0 < x < 1) vegyületeket ismertet; az ilyen típusú anyagokat elektrokémiai cellához való elektródok gyártására használják. A megadott képletben A egy, a periódusos rendszer Ha csoportjából (alkáli földfémek), vagy a ritka földfémek, vagy ezek keverékei közül választott fém kationt, B egy platinacsoportbeli fém kationt, míg C egy, a kémiai elemek periódusos rendszerének IVb, Vb, Vlb, Vllb, Vlllb és llb csoportjaiból választott fém kationt, vagy ezek keverékei közül választott fém kationt jelöl.
A szóban forgó típusú vegyes oxid anyagokkal kiterjedt vizsgálatokat végeztünk, speciálisan arra összpontosítva, vajon az ilyen típusú vegyes oxid anyagok a platinacsoportból származó kémiai elemek, azaz a Pt, Ru, Ir, Rh, Ni és Pd alkotta csoportból választott fémek felhasználása nélkül előállíthatóak-e.
Ezen fémek a szóban forgó típusú vegyes oxidot megdrágítják, aminek eredményeként az említett típusú vegyes oxidoknak a vázolt alkalmazásokra történő felhasználása nem vonzó.
98372-4792/SZT/GL
-2Vizsgálataink során meglepő módon azt találtuk, hogy nagy elektronvezető képességgel rendelkező vegyes oxid anyag létrehozásához nem szükséges a platinacsoportból származó fémeket felhasználni, ha egy ilyen anyag az ABOy tapasztalati képlettel jellemezhető, ahol y * 3, továbbá ahol A az Na, K, Rb, Ca, Ba, La, Pr, Sr, Ce, Nb, Pb, Nd, Sm és Gd közül választott legalább egy fémet, továbbá ahol B a Cu, Mg, Ti, V, Or, Mn, Fe, Co, Nb, Mo, W és Zr közül választott legalább egy fémet jelöl, továbbá ahol az A és B egyidejűleg nem jelöl Nb-t, továbbá ahol az SrVO2 5 képletü vegyület ki van zárva.
Ez azért van így, mert azt találtuk, hogy a fenti típusú vegyületek oxigén sztöchiometriától való eltérés esetén kiváló elektronvezető képességgel rendelkeznek, míg a platinacsoportból választott fém összetevők hiánya a szóban forgó anyag bekerülési költségét viszonylag alacsonnyá teszi.
Az igényelt vegyületek közül az SrVO2,5 képlettel leírt vegyület ki van zárva, a kizárás alapját J. Wind, A. Koch, A. Löffler és O. Schmid szerzőknek az 1999. november 10-én Friedrichshafen-ben (Németország) lezajlott, kettősréteg kondenzátorokkal kapcsolatos munkamegbeszélésen elhangzott és az ISET 99 kiadvány 18-23. oldalain Fémoxid alapú nagyteljesítményű kettősréteg kondenzátorok (Hochleistungs-Doppelschichtkondensatoren auf Metalloxidbasis) címmel megjelent munkája képezi, amelyben az SrVO2,5 képletü anyagot vizsgálatra valószínűleg alkalmas anyagként említik; mindazonáltal ilyen típusú anyaggal kapcsolatos tényleges vizsgálati eredményeket nem közöltek.
Speciálisan, a találmány szerinti vegyes oxid anyag előnyösen perovszkit típusú, amelynél y = 3-δ, ahol δ * 0 és δ értéke a kb. -0,2-től a kb. -0,05-ig terjedő tartományban, vagy a kb. +0,05-tól a kb. +0,7-ig terjedő tartományban van.
Egy lehetséges másik kiviteli alakjában a vegyes oxid anyag előnyösen Brown-Millerite típusú, amelynél y = 2,5-ξ, ahol ξ értéke a kb. -0,2-től a kb. -0,05-ig terjedő tartományban, vagy a kb. +0,05-tól a kb. +0,3-ig terjedő tartományban van.
A találmány szerinti vegyes oxid anyag esetén az A és B egyaránt valamilyen keveretlen anyag, célszerűen azonban A és/vagy B további fémmel adalékolt fém, ahol az A és B esetén az adalékoló fémek az A-ra és a B-re megadott csoportokból vannak választva.
-3A találmány szerinti vegyes oxid anyag egyik előnyös kiviteli alakjánál az A az SmxSr(1.x) anyagot jelöli, ahol x a kb. 0,4-töl a kb. 0,6-ig terjedő tartományban van.
A találmány szerinti vegyes oxid anyag egy lehetséges másik előnyös kiviteli alakjánál az A az NdxSr(1.x) anyagot jelöli, ahol x a kb. 0,4-től a kb. 0,6-ig terjedő tartományban van.
Ugyanakkor természetesen az is lehetséges, hogy B egy több fém, a találmány szerinti vegyes oxid anyag egyik előnyös kiviteli alakjánál például Co és/vagy Fe, alkotta összetételt jelöljön.
A találmány szerinti vegyes oxid anyag egyik lehetséges további előnyös kiviteli alakjánál a B speciálisan a Co(i.X)Fex anyagot jelöli, ahol x a kb. 0,2-től a kb. 0,6ig terjedő tartományban van.
A jelen találmánnyal elektrokémiai cellához való, nagy elektronvezető képességgel rendelkező anyagból lévő olyan elektródot is megvalósítottunk, amely elektród találmány szerinti vegyes oxid anyagot tartalmaz.
Emellett elektrokémiai cellához való elektród előállítására szolgáló olyan eljárást is kidolgoztunk, amelynél a hordozón egy, a találmány szerinti vegyes oxid anyagot tartalmazó tapadóréteget hozunk létre. A hordozót vékony fém-, vagy (adott esetben villamosán vezető) műanyagcsík képezheti.
A találmány szerinti vegyes oxid anyagot általánosságban tekintve alkalmas kötőanyagot és oldószert használva szuszpenzióvá, vagy péppé alakítjuk, majd a hordozóra ezt követően a szuszpenzió, vagy pép egy rétegét terítéssel, mártással, keféléssel vagy szitanyomással hordhatjuk fel.
Az oldószer eltávolítását (vagyis szárítást) követően a vegyes oxid kívánt aktivitásának biztosítása és/vagy a vegyes oxid tapadóképes szerkezetűvé alakítása céljából adott esetben hőkezelés végrehajtására szintén lehetőség van.
A találmány szerinti eljárást abban az esetben is alkalmazhatjuk, ha a hordozót valamilyen mátrix képezi. Ebben az esetben a vegyes oxidot a mátrixban rendezzük el és a mátrixszal tapadóképes egységet hozunk létre. Az előzőekben ismertetett pépet, vagy szuszpenziót a mátrix kitöltésére szintén felhasználhatjuk.
Előnyösen, leválasztást lehetővé tevő tulajdonságú hordozót használunk, továbbá a hordozóra való felhordást követően a vegyes oxid anyagot tartalmazó réteget leválasztjuk és adott esetben hőkezelésnek vetjük alá. Összességében tehát,
-4minden esetben a vegyes oxid anyag egy olyan rétegét nyerjük, adott esetben hordozóra felhordva, amelynél a vegyes oxid anyagot egy találmány szerinti, nagy elektronvezető képességgel rendelkező anyag képezi.
A találmánnyal végezetül olyan, legalább két elektródot és elektrolitot tartalmazó elektrokémiai cellát is megvalósítottunk, amelynek legalább egy elektródja a találmány szerinti anyagból van.
Előnyösen mindkét elektród lehet találmány szerinti elektród, azonban a találmány szerinti elektrokémiai cella egyik előnyös példaként! kiviteli alakjánál az elektródok egyikét aktív szén elektród, RuO2 elektród és RuO2 xH2O elektród közül választjuk.
A találmány szerinti vegyes oxid anyagokat villamos vezetőképességük okán számos célra használhatjuk fel, például elektrokémiai cellákban elektródokként, fűtőelemekként, valamint ezekhez hasonló további alkatrészekként. Elektrokémiai cella elektródjaként történő alkalmazás esetén, amint az a területen járatos szakember számára nyilvánvaló, elektrolittal és további elektródokkal együtt használjuk. A szóban forgó típusú elektródokat villamosság elektrokémiai konverziójára és tárolására szolgáló, elektrolit kondenzátorokban (másként szuperkondenzátorokban vagy ultrakondenzátorokban), telepekben, speciálisan ideértve a lúgos vagy a fém/levegő típusú újratölthető telepeket, üzemanyag-cellákban, például polimer elektrolitos üzemanyag-cellában, elektrolizáló berendezésekben és érzékelőkben lejátszódó folyamatokban alkalmazzuk.
Az elektrokémiai kondenzátor (vagy szuperkondenzátor, vagy ultrakondenzátor) egy olyan eszköz, amelyben villamos kettősréteg-kapacitás, vagy a Faraday folyamatokhoz, például redox reakciókhoz vagy interkalációs folyamatokhoz kapcsolódó pszeudokapacitásként ismert kapacitás alkalmazásával speciálisan (W/kg és W/l egységekben kifejezve) nagy teljesítménysűrűség mellett villamos áram tárolható, továbbá amelyből a későbbiekben ismételten villamos áram nyerhető ki. Az alkalmazások közé tartoznak többek között a csúcsteljesítmény szintek (rövid időtartamú) tárolása és/vagy leadása, valamint többek között az akkumulátoros, vagy hibrid, vagy üzemanyag-cellás járművek esetén, továbbá a központi vagy helyi villamos hálózat, vagy tápegység minőségét biztosító berendezésekben, vagy készülékekben, valamint adott esetben a hordozható elektronikus készülékekben, mint amilyenek
-5például a laptopok és a mobil telefonkészülékek, jelentkező teleptöltési ciklusok csökkentése. Egy ilyen típusú elektrokémiai kondenzátornak két elektródja, egy anódja és egy katódja van, amelyeken rendre az elektronok leadása és összegyűjtése történik. A kondenzátor emellett valamilyen elektrolitot, például valamilyen vizes vagy szerves oldatot, továbbá elválasztó elemet is tartalmaz, és az összeállítás egésze fémből, vagy műanyagból lévő burkolatba illeszthető bele. A két elektród legalább egyikét találmány szerinti elektród képezheti. Az egyik elektródnál pozitív, a másik elektródnál pedig negatív töltés az elektród és az elektrolit érintkezési felületénél lévő villamos kettősréteg-kapacitásban, a szóban forgó határfelületnél lejátszódó erősen reverzibilis redox reakciók, vagy interkalációs folyamatok eredményeként adódó pszeudokapacitásban, vagy az elektródanyag tömbjében, vagy a kettősrétegkapacitás és a pszeudokapacitás valamilyen kombinációjában kerül tárolásra. Ilyen esetben a fontos jellemzőket a felhasznált elektródanyag és elektrolit anyagi minőségétől függő (pF/cm2 egységekben mért) fajlagos kapacitás, az elektródanyag (cm2/g egységekben mért) fajlagos felületi területe, továbbá az (F/g egységekben mért) eredő effektív kapacitás képezi. Emellett az elektródok elfogadható potenciáljai szempontjából fontos az elektrolit típusa is. A kondenzátor üzemi feszültségtartományát, ami célszerűen a lehető legnagyobb kell legyen, ezen mennyiségek határozzák meg, a pszeudokapacitás esetén figyelembe véve még a kapcsolódó reakciók, vagy folyamatok Nernst-féle egyensúlyi potenciáljai körüli effektív feszültségtartományt is. A kondenzátor (Ω egységekben mért) Rj belső ellenállását az elektródanyagok összetétele és mikroszerkezete, az elválasztó elem mikroszerkezete, valamint részben, de nem teljes egészében az elektrolit összetétele határozza meg. Az Rj belső ellenállás célszerűen a lehető legkisebb kell legyen. A részben, de nem teljes egészében ismertetett mennyiségek határozzák meg a kondenzátor (Wh/kg és Wh/I egységekben mért) energiasűrűségét, valamint (W/kg és.W/l egységekben mért) teljesítménysűrűségét. Az ismert megoldásokat tekintve a szóban forgó két mennyiség értéke jellemzően rendre néhány Wh/kg és néhány ezer W/kg. A (F egységekben mért) C kapacitással rendelkező és (V egységekben mért) V feszültségre feltöltött kondenzátor (J egységekben mért) E energiájára és (W egységekben mért) P teljesítményére megközelítően rendre az E = CV2/2, illetve a P = V2/4R; összefüggések érvényesek.
-6- <:· ..· ...·—·
Többek között a legfontosabb összetevőként aktív szenet tartalmazó és döntően villamos kettősréteg-kapacitást használó elektródokkal rendelkező elektrokémiai kondenzátorok ismertek. A kapacitás lehető legnagyobb értékének elérése érdekében fontos, hogy az aktív szén az elektrolit számára hozzáférhető nagy fajlagos felületű porózus szerkezetet képezzen. A lehető legkisebb értékű ellenállás elérése, és a lehető legtöbb elektródanyag felhasználása érdekében fontos, hogy az aktív szén a lehető legnagyobb elektronvezető képességgel bíró porózus szerkezetet képezzen. A legtöbb alkalmazásnál követelményként jelentkező, lehető legnagyobb energia- és teljesítménysűrűségek ily módon érhetők el. A döntően kettősréteg-kapacitást kihasználó szén elektródok anódként és katódként egyaránt alkalmazhatók, így lehetőség van szimmetrikus kondenzátorok építésére. A szén elektródokat használhatjuk vizes elektrolittal, amikor a megengedett kondenzátorfeszültség legfeljebb kb. 1,2 V és alacsony belső ellenállás érhető el, vagy valamilyen szerves elektrolittal kombinálva, amely esetben a maximális feszültség körülbelül 2,4 V azonban az elérhető belső ellenállás általában sokkal kisebb.
Számos alkalmazás, speciálisan azonban a járművekben történő alkalmazás esetén a szén elektródok használata mellett pillanatnyilag elérhető ismert energiasűrűségeknél nagyobb energiasűrűség elérése kívánatos. A nagyobb energiasűrűség elérésére tett kísérletek esetén speciálisan hasznos a pszeudokapacitás kihasználása, mivel a kettősréteg-kapacitásokhoz képest ekkor jóval nagyobb fajlagos értékek nyerhetők. Többek között az US-5,550,706 sz., az US-5,851,506 sz., az US5,875,092 sz. és az US-6,025,020 sz. amerikai szabadalmakból ismeretes a ruténium-oxid (RuO2), valamint a hidratált ruténium-oxid (RuO2 xH2O) alkalmazása. Ezen vegyületek a redox reakciók következtében vizes elektrolitokkal, például KOH oldatokkal való együttes használat esetén nagy F/g egységekben mért effektív kapacitással rendelkeznek, továbbá anódként és katódként egyaránt használhatóak. A szóban forgó vegyületek villamos vezetőképessége ugyancsak jó. Ezen vegyületek (szimmetrikus) elektrokémiai kondenzátorokban történő alkalmazásának hátrányait a korlátozott üzemi feszültségtartomány, valamint a kívánt tisztaságú anyag rendkívül magas bekerülési költsége jelentik. Jelentős méretű kutatás folyik olyan pszeudokapacitással rendelkező további anyagok irányában, amelyek képesek az említett
-7hátrányok kiküszöbölésére, miközben a kívánt nagyobb kapacitás és energiasűrűség elérését ugyancsak lehetővé teszik.
Pillanatnyilag elfogadott tény, hogy az elektród megfelelően nagy tárolókapacitásának és/vagy megfelelően magas konverziós hányadosának, vagy katalitikus aktivitásának, továbbá a megfelelően nagy villamos vezetőképességnek az eléréséhez nemesfém elemeket, például nemesfém-oxidokat tartalmazó vegyületek használata szükséges.
Amint azt az előzőekben már említettük, az ilyen vegyületek rendkívül drágák. Éppen ezért születtek javaslatok arra nézve, hogy az ilyen vegyületekben a nemesfém mennyiségét részlegesen olcsó, nem-nemesfémeket tartalmazó összetételek használatával csökkentsék. Piroklór szerkezettel rendelkező vegyületek, például a Pb2Ru2O7 (US-5,841,627 sz. amerikai szabadalom), A(Bi.xCx)O3 képletű (0 < x < 1 ahol B a Pt, Ru, Ir, Rh, Pd közül van választva) perovszkitok (DE-196,40,926 sz. német szabadalom), valamint a CaRuO3.x és LaNiO3, valamint ezekhez hasonló egyéb anyagok ismeretesek. Ezen vegyületek drága (fél)nemesfém elemeket tartalmaznak, vagy nem oxigénhiányos (vagy mindkettő) vegyületek. Az első csoportba eső vegyületek esetében azt találtuk, hogy a (fél)nemesfém mennyiségére vetített kapacitás, vagy aktivitás alapján számítva a költségeket illetően alig érhető el csökkenés. A második csoportba tartozó vegyületeknél az egységnyi tömegre számított kapacitás, vagy aktivitás olyan alacsony, hogy a szén alapú anyagokhoz képest növekedés nem jelentkezik.
Emellett szintén szóba került fém-oxihidroxidokká alakuló fém-hidroxidok, mint amilyen speciálisan az Ni(OH)2, alkalmazása. Annak ellenére, hogy ezen vegyület alacsony bekerülési költsége, magas fajlagos kapacitása, valamint kedvező potenciáltartománya okán rendkívül vonzó, vezetőképessége alacsony és függ a töltési állapottól. Egy, a szóban forgó anyagból készített elektród esetén a megfordítható töltési/kisütési reakció valamilyen lúgos elektrolitban az
Ni(OH)2 + OH' « NiOOH + H2O + e' reakcióegyenlettel írható le, ahol az Ni(OH)2 alacsony vezetőképességgel rendelkezik, és ahol az NiOOH villamos vezetőképessége jelentős, ha az megfelelő fázisában (a β-fázisban) van. A villamos vezetőképesség miatt fellépő megkötések következtében adalékanyagok, például grafit, továbbá vezetőképes mátrixok, például habosított
-8fémek, vagy fémhálók alkalmazására van szükség az anyag adalékanyaggal való együttes befoglalására. Ez megszabja az előnyösen alkalmazható elektródvastagságot, és további költséget, súlyt, valamint térfogatot eredményez, ami az elektródok gyártását bonyolultabbá és költségesebbé teszi. Az Ni(OH)2 több fázisban (α-, β- és γ-fázisokban) való előfordulása az elektród számára elfogadható üzemi feltételeket olyan feltételekre korlátozza, amelyekben a kívánt β-fázis stabil. Továbbmenve, az Ni(OH)2 elektród csupán anódként használható, ennek eredményeként lehetetlen vele szimmetrikus kondenzátorokat készíteni, továbbá például szén segédelektródra van szükség. Ez a szimmetrikus, szén alapú kondenzátorokhoz viszonyítva a kapacitásban és az energiasűrűségben elérhető növekedéseket korlátozza. Emellett úgy tartják, hogy az Ni(OH)2 és speciálisan a nikkel összetevő, valamint - adott esetben - az előállításhoz szükséges nikkel a környezetre és az egészségre nézve káros tulajdonságokkal bírnak. Következésképpen annak kezelésére és feldolgozására különféle előírások és szabályozások állnak fenn, ami további költségek fellépését eredményezi. Ezek az Ni(OH)2 alkalmazási területeire is korlátozásokat rónak ki, például olyan alkalmazásokra és piacokra szűkítik azt, ahol az összegyűjtés és/vagy az újrafelhasználás szabályozott.
Az (újratölthető) telep ismert berendezésnek számít. Villamosság tárolására, majd ezt követő felszabadítására használható villamos energia elektrokémiai konverziót felhasználva kémiai energiává, és megfordítva, történő átalakítására, speciálisan (Wh/kg és Wh/I egységekben mért) nagy energiasűrűség mellett. Az ilyen típusú telepek szerkezete megegyezik az előzőekben ismertetett elektrokémiai kondenzátorok szerkezetével, bár kialakításuk és működésük eltérő lehet. Többek között nikkelkadmium, nikkel-cink és nikkel-vas típusú, nikkel-hidrogén típusú, nikkel-fémhidrid típusú, valamint fém/levegö típusú, például vas/levegö, cink/levegő, alumínium/levegő, valamint lítium/levegő típusú (újratölthető) telepek ismeretesek. Az ilyen típusú telepek két elektródja közül legalább az egyik eredményesen helyettesíthető találmány szerinti elektróddal. Speciálisan, de nem kizárólag, a nikkel-elektródok, a kadmiumelektród, továbbá a levegő elektródok alkalmasak erre a célra.
Többek között NiCd, NiZn, NiFe, NiH2 és NiMH típusú (újratölthető) telepek ismeretesek, amelyekben a nikkel elektród az előzőekben ismertetett elektrokémiai kondenzátorokban lévő Ni(OH)2 anyaggal azonos anyagból van, továbbá ugyanolyan
-9hatással rendelkezik. Ebben az esetben a villamos vezetőképességre fennálló korlátozások okozta ugyanazon hátrányok, valamint a környezettel és az egészséggel kapcsolatos ugyanazon problémák lépnek fel.
Az Fe/levegő, Zn/levegő, Al/levegő, valamint Li/levegő típusú telepek szintén ismeretesek. Ezeknél a kisütés során a levegő elektródnál elektrokémiai redukcióval oxigén fogy; az ilyen típusú telepeket az anód cseréjével mechanikai úton töltik újra. Kétirányú, azaz az oxigén fogyasztása mellett a fordított folyamatban oxigén fejlesztésére is képes, és így villamosán újratölthető fém/levegö telepek gyártását lehetővé tevő levegő elektródok ugyancsak ismeretesek. A fentiekben tárgyalt vegyületek korlátozott vezetőképességük és katalitikus aktivitásuk miatt csupán közepes teljesítmény elérését teszik lehetővé, továbbá gyakran drágák.
A találmány szerinti anyagok lehetővé teszik olyan nagyteljesítményű elektródok előállítását, amelyek az előzőekben tárgyalt hátrányokkal nem rendelkeznek, vagyis amelyek olcsón előállíthatok, az előnyösen alkalmazható vastagságra nézve esetükben semmilyen korlátozás nem áll fenn, továbbá amelyek semmiféle környezeti problémát nem okoznak.
A találmány szerinti, elektrokémiai cellához való elektród egyik lehetséges példaként! kiviteli alakját ΑΒΟ3-δ típusú perovszkit alkotta anyag felhasználásával készítjük, ahol δ / 0, továbbá ahol A egy, a Na, K, Rb, Ca, Ba, La, Pr, Sr, Ce, Nb, Pb, Nd, Sm és Gd alkotta csoportból választott fém, továbbá ahol B egy, a Cu, Mg, Ti, V, Or, Mn, Fe, Co, Nb, Mo, W és/vagy Zr alkotta csoportból választott fém, továbbá ahol a Pt, Ru, Ir, Rh, Ni és Pd alkotta csoportba tartozó fém nincs jelen, továbbá ahol A és B egyszerre nem lehet Nb, továbbá ahol az SrVO2,5 vegyület ki van zárva. Meglepő módon azt találtuk, hogy az ilyen ABO3.8 típusú, (fél)nemesfémeket, vagy nikkelt nem tartalmazó perovszkit alkalmazása esetén a δ értékét speciálisan úgy választva, hogy az -0,2 és -0,05 közé, vagy +0,05 és +0,7 közé essen, (F/g vagy Ah/kg egységekben mért) különösen jó tárolókapacitást és/vagy különösen jó konverziós hányadost, vagy katalitikus aktivitást érünk el, továbbá az (S/cm egységekben mért) villamos vezetőképesség ugyancsak jó. Meglepő módon azt találtuk továbbá, hogy az ilyen típusú vegyületből lévő elektródanyag felhasználása látszólag független az elektródvastagságtól. Ezen tulajdonság mindazonáltal ezidáig ismeretlen volt. Nyilvánvaló, hogy az ABO3.s típusú perovszkit megjelölés alá esőnek értjük az A1A2BO3.8, vagy az
- 10AB1B2O3^, vagy az A1A2B1B2O3.S típusú perovszkitokat is, ahol δ * 0 és δ speciálisan az előzőekben megadott tartományokba esik. A teljesség igénye nélkül néhány példát az Sm0,5Sro,5Co03.8, az Ndo,5Sro,5Co03.81 valamint az Ndo,4Sro,6Co0,8Fe0i203.8 anyagok jelentenek, bár a találmány nem korlátozódik csupán ezen példaként! anyagokra.
A találmány szerinti, elektrokémiai cellához való elektród egy lehetséges másik példaként! kiviteli alakját ΑΒΟ(2,5-ξ) Brown-Millerite típusú anyag alkotta anyagból készítjük, ahol ξ 0, továbbá ahol az A és a B összetevőket a fentiekben ismertetett csoportokból választjuk. A ξ -0,2 és -0,05 közé, vagy +0,05 és +0,3 közé eső értékei mellett speciálisan nagy kapacitást és/vagy konverziós hányadost, vagy katalitikus aktivitást, továbbá jó villamos vezetőképességet kapunk. Az ilyen típusú vegyületek egyik példáját az SrCoO(2,5-y jelenti, bár a találmány nem korlátozódik csupán ezen példaként! anyagra.
Nyilvánvaló, hogy egy elektród a megfelelő perovszkitokból és/vagy BrownMillerite típusú anyagokból egynél többet is tartalmazhat.
Az előbbiekben ismertetett anyagok használata alacsony anyagköltség mellett és egyszerű gyártási folyamatot használva teszi lehetővé kívánt tulajdonságokkal rendelkező elektródok előállítását. A találmány szerinti megoldás emellett lehetővé teszi nagy vastagságokig terjedő elektródok előnyös alkalmazását további anyagok hozzáadása, vagy egyéb, például villamos vezetőképességhez vagy áramfogyasztáshoz való összetevők szükségessége nélkül. Továbbmenve, a szóban forgó típusú elektródok az elektrolittal való érintkezést biztosító aktív felület növelése céljából jelentős mértékű porozitással bírnak. A szóban forgó elektród előnyösen legalább a felszíne közelében olyan porózus szerkezettel rendelkezik, amely a fentiekben említett anyagok közül legalább egyet legalább 30%-ban, előnyösen azonban 70%-nál nagyobb mennyiségben tartalmaz. Meglepő módon azt találtuk, hogy a szóban forgó típusú elektródok elektrokémiai kondenzátorban magas pszeudokapacitással rendelkeznek. Példának okáért, a találmány szerinti elektródot aszimmetrikus elektrokémiai kondenzátorban szén katóddal és KOH elektrolittal anódként használva nagy elektródkapacitást kaptunk, ami az effektív felületi terület ismeretében nem tulajdonítható a kettősréteg-kapacitásnak. A teljes cellát tekintve ugyancsak magas kapacitást találtunk alacsony belső ellenállás, kedvező Nernst-féle Eo egyensúlyi potenciál, vala
-11 mint megfelelően alkalmas feszültségtartomány mellett. Ez a cellára nézve nagy energia- és teljesítménysűrűséghez vezet. A találmány szerinti anyagokból készült elektródokkal végzett független mérések nagy villamos vezetőképességeket tártak fel. A napjainkban ismeretes elektródok megfelelő tulajdonságaival való összehasonlítást az 1. táblázat tartalmazza. Speciálisan, a villamos vezetőképesség ugyanolyan nagy, mint amilyen a Pb2Ru2O7 esetén, továbbá a gF/cm2 egységekben kifejezett kapacitás ugyanolyan nagy, mint az Ni(OH)2 esetén. A találmány szerinti elektróddal szintén lehetőség van a nehézfém ólom, valamint a drága ruténium használatának az elkerülésére, bár ez nem feltétlenül szükséges.
1. Táblázat. Napjainkban ismert elektródok* és egy találmány szerinti Sm0,5Sro,5Co03^ elektród* tulajdonságainak összehasonlítása; C a kapacitás, σ a villamos vezetőképesség, A az effektív felületi terület; a maximális V feszültség, és a ___________maximális AV feszültségesés a cella egészére vonatkozik.
tulajdonság aktív szén RuO2xH2O Pb2Ru2O7 SrRuO3 Ní(OH)2 Smo,5Sro,5Co03-5
C (μΕ/ΟΓΠ2) 10...40 60 2200 2600
A (m7g) < 1200 120 10 ... 150 70 100 < 5<0)
C (F/g) < 100 <720 72 20...2000 220 > 130<0)
σ (S/cm) <1 500 >700
V(V) 1,2 1,3 1,2 1,6 1,6
AV (V) bekerülési költség 1,0 1,0 0,9 0,7 0,8 1,2
(euro/kg) 2,25(1) 3000(2)... 5000(3) 1000(2)... 23000(4) >3OOO(2) 6 ...10(5) 20(2)... 1200(6)
*szuperkondenzátorban munkaelektródként alkalmazva szén segédelektród és KOH elektrolit jelenlétében
A fenti 1. táblázatban a találmány szerinti Sm0,5Sro,5Co03.8 anyag esetén a δ értéke 0,25 ± 0,05 volt. Az 1. táblázatban használt további jelölések jelentése: (0) 100 m2/g effektív felületi terület esetén 2600 F/g értéknél nagyobb (1) 1000 kg-ra vetített vásárlási ár (2) nyersanyagár (3) 25 kg-ra vetített vásárlási ár, tisztaságtól függően (4) kémiailag tiszta anyag esetén, 5 g anyagra tekintve (5) 1000 kg-nál nagyobb mennyiség esetén NiO nyersanyagárat tekintve (6) vásárlási ár 1 kg különálló adag esetén.
Az elektródok a találmány szerinti, előzőekben felsorolt vegyületek közül választott egy vagy több vegyület mellett tapadóképes szerkezet létrehozása céljából valamilyen kötőanyagot szintén tartalmazhatnak, bár ez nem szükségszerű. Egy ilyen típusú szerkezetet mátrixban rendezhetünk el, bár ez sem szükségszerű. Ugyancsak lehetséges, de szintén nem szükségszerű, hogy az elektródok valamilyen hőkezelésen, vagy kalcináló kezelésen, vagy szinterelő kezelésen essenek át.
Az 1. ábra szén elektróddal és rendre a napjainkban ismert Ni(OH)2 elektróddal (Δ-gel jelölt), valamint a jelen találmány szerinti Smo,5Sro,5Co03.s elektróddal (□gél jelölt) megvalósított elektrokémiai kondenzátorokon végzett mérések eredményeit mutatja be. Az Ni(OH)2 elektród esetén a villamos vezetőképesség javítása érdekében az elektród anyagához eltérő százalékban grafitot adtunk, míg az Smo,5Sro,5Co03.8 (δ = 0,25 ± 0,05) elektród esetén ilyen hozzáadást nem alkalmaztunk. Az 1. ábráról nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti elektródból nagyobb vastagságú használható anélkül, hogy az effektív kapacitásban bármiféle csökkenés jelentkezne. Ennek megfelelően a találmány szerinti elektródokat adalékanyagok, például grafit, vagy villamosán vezető mátrixok, például habosított fémek alkalmazása nélkül vastagabb formában használhatjuk, ami lehetővé teszi, hogy a cellákat, valamint a cellák sorozatait kevesebb inaktív anyaggal, és ennélfogva nagyobb energiaés teljesítménysűrűséggel állítsuk elő. A nagy vezetőképességnek köszönhetően arra is van lehetőség, hogy például egy habosított fém vezetőképességénél alacsonyabb vezetőképességgel rendelkező mátrixot, például valamilyen villamosán vezető műanyag, vagy villamosán vezető polimer mátrixát használjuk; ezáltal súlybeli és költségbeli csökkenést érhetünk el. Az is lehetséges továbbá, hogy adott esetben például nyomtatással, öntéssel, vagy mártással további (villamos vagy elektronikai) összetevőkön egymástól független, viszonylag vastag olyan elektród rétegeket alakítsunk ki, amelyek egyrészt nagy kapacitással rendelkeznek, másrészt pedig drága nemesfém elemeket nem tartalmaznak.
- 13Az elmondottak semelyike nem változtat azon a tényen, miszerint a találmány szerinti elektródokat például nyomtatással, öntéssel, mártással, festéssel, vagy szórással vékony filmek formájában is előállíthatjuk és ilyen formában használhatjuk is.
Kialakításukat és alkalmazásukat tekintve a találmány szerinti elektródok nem korlátozódnak kizárólag az aszimmetrikus kondenzátorokra, vagy a bemutatott szerkezettel bíró kondenzátorokra; azokat ugyancsak felhasználhatjuk szimmetrikus elektrokémiai kondenzátorokban, telepekben és üzemanyag-cellákban, reverzibilis üzemanyag-cellákban, elektrolizáló berendezésben, valamint érzékelőkben. Példának okáért egy lúgos telepben, például egy NiCd vagy NiMH telepben az ismert Ni(OH)2 elektródot helyettesítheti egy, a találmány szerinti anyagok közül legalább egyet tartalmazó elektród. A találmány szerinti elektród összetételét ebben az esetben a szóban forgó célból úgy választjuk meg, hogy a kapacitás a telep esetén kívánt potenciáltartományon belül essék.
A találmány szerinti elektródot speciális nem-sztöchiometrikus oxigéntartalom, vagyis a δ és/vagy a ξ értékeinek speciális tartománya, továbbá a nemesfém összetevők, speciálisan a ruténium és az iridium teljes hiánya, nagy (az Ni(OH)2 esetén mérhetővel megegyező mértékű) pszeudokapacitás és/vagy magas katalitikus aktivitás és/vagy magas konverziós hányados, továbbá nagy (a Pb2Ru2O7 esetén mérhetővel azonos mértékű) villamos vezetőképesség, a töltésállapottól, vagy a polarizációtól való látszólagos függetlenség, a nemkívánatos fázisok hiányának köszönhetően nagyfokú stabilitás, valamint hasznos feszültségtartomány jellemzi. A találmány szerinti elektródnál ugyancsak lehetőség van a napjainkban használt elektródokban jelen lévő, környezetre káros elemek, például a nikkel és az ólom használatának az elkerülésére is. Az előzőekben említett tulajdonságok következtében a találmány szerinti elektród a napjainkban ismeretes elektródokkal összehasonlítva kevésbé költséges, magasabb ciklusbeli hatásfokkal rendelkezhet jellemzően viszonylag nagy áramerősségek mellett, könnyebben előállítható, vékony film vagy vastag réteg formájában egyaránt alkalmazható, továbbá adott esetben olyan mátrixban rendezhető el, amely ugyancsak könnyű, olcsó és közepes vezetőképességgel rendelkező műanyagból van. Ily módon a találmány szerinti elektród a kondenzátorok, szuperkondenzátorok, telepek, üzemanyag-cellák, elektrolizáló berendezések és érzékelők számára a napjainkban ismeretes kialakításoktól eltérő kialakításokat tesz
-14lehetővé. Lehetőség van például arra, hogy az elektródot egy réteg formájában egy másik összetevőre rányomtassuk, és a szóban forgó összetevőt ezáltal funkcióval ruházzuk fel. Ezen összetevő például egy fényelektromos napelemnek, vagy egy elektrokróm ablaknak képezheti részét.
A találmány szerinti megoldásokat az alábbiakban néhány példán keresztül kívánjuk részletesebben bemutatni.
1. PÉLDA
Találmány szerinti elektródot szuszpenzió, festék vagy paszta rétegének hordozóra történő felhordásával állítunk elő. A hordozót például valamilyen fémfólia, vagy műanyag film képezheti. A szuszpenzió, festék vagy paszta egy vagy több találmány szerinti anyagot, oldószert, valamint lehetőség szerint segédanyagokat, például diszpergálószereket, felületaktív anyagokat, nedvesítő adalékokat, valamint ezekhez hasonló egyéb anyagokat tartalmaz. A találmány szerinti anyagokat jelen esetben nagy fajlagos felületi területtel rendelkező por alakjában alkalmazzuk. A szuszpenzió, festék vagy paszta adott esetben kötőanyagot is tartalmazhat. A felhordást terítéssel, festéssel, szórással, mártással, nyomtatással, öntéssel, öntőpépes öntéssel; vagy hengerléssel hajtjuk végre. A réteget felhordását követően először megszárítjuk, a szárítás során az oldószert és a segédanyagokat teljes egészében vagy részben eltávolítjuk. A szárítást követően, vagy a helyett adott esetben hőkezelést, kalcinálást vagy szinterelést is alkalmazhatunk. Ezt követően a jellemzően kb. 2 pm és kb. 1000 pm közötti vastagsággal, továbbá kb. 5% és kb. 40% közötti porozitással rendelkező réteggel ellátott hordozót szuperkondenzátorban vagy telepben alkalmazzuk.
Ily módon egy találmány szerinti, 1 cm2-es elektródot például az alábbiak szerint állítunk elő: 1 g mennyiségű, 5,0 m2/g, értéknél kisebb fajlagos felületi területtel rendelkező Smo.sSro.sCoOs-s (δ = 0,25 ± 0,05) port 1,5 ml, 4 Μ KOH elektrolitot és 0,1 tömeg% felületaktív anyagot tartalmazó oldathoz adunk. 24 órás keverés eredményeként homogén szuszpenziót nyerünk, amelynek egy részét ezt követően (az áramgyűjtő elemet képező) 50 pm vastagságú nikkelfóliára hordjuk fel. Az így nyert szerkezetet ezután 80°C hőmérsékleten 4 órán át szárítjuk, hogy ezáltal egy kb. 15 pm vastagságú elektródréteget hordozó 1 cm2-es elektród/áramgyújtő elem laminátumot kapjunk. A szóban forgó laminátumot elválasztó elemmel, valamint aktív
-15szénből készített segédelektróddal együtt Teflon®-ból lévő cellaházban rendezzük el. Mindkét elektródra körülbelül 50 μΙ elektrolitot öntünk, majd ezt követően a cellaházat légmentesen lezárjuk. Az áramgyűjtő elemek, valamint a cellán kívüli környezet közötti érintkezést két darab rozsdamentes acél csap biztosítja. Az ily módon nyert szuperkondenzátor ESR belső ellenállását impedancia spektroszkópia segítségével mérjük meg. Ezt követően töltési és kisütési ciklusokat hajtunk végre, ciklikus voltammogramokat veszünk fel, majd ismételten töltési és kisütési ciklusokat hajtunk végre az Smo.sSro.sCoOs-g (δ = 0,25 ± 0,05) 1 grammjára vonatkoztatott egészen 500 mA nagyságú áramsűrűségekig felmenve, továbbá 0 V és 1,8 V cellafeszültségek között. A 2. ábra egy olyan cella esetén kapott eredményeket szemléltet, amelynél az elválasztó elembe platina referencia elektród szintén be van építve. Az elektród potenciálgörbéjéből 0,25 A/g értékű árammal végzett töltés és kisütés mellett a találmány szerinti anyag effektív kapacitására egy 130 F/g értéknél nagyobb érték adódik.
2. Példa
Szuszpenzió, festék vagy paszta mátrixban való alkalmazásával előállított elektród. A mátrixot habosított fém Vagy fémháló, fémszövet, polimerhab, polimerszövet vagy egyéb porózus szerkezet képezheti. A szuszpenzió, festék vagy paszta egy vagy több találmány szerinti perovszkit és/vagy Brown-Millerite anyagot tartalmaz, és emellett további, az 1. példában ismertetett összetevői is lehetnek. A perovszkit és/vagy Brown-Millerite anyagokat ebben az esetben nagy fajlagos felületi területtel rendelkező por formájában alkalmazzuk. A szuszpenziót, festéket vagy pasztát az 1. példában ismertetett módszerekkel hordhatjuk fel. Felhordást követően az 1. példában részletezett lépéseket követjük. Az ily módon előállított elektródszerkezet jellemző vastagsága kb. 100 μm és kb. 1500 μm közé esik.
Ily módon egy találmány szerinti, 1 cm2-es elektródot például az alábbiak szerint készítettünk: 1 g mennyiségű, 4,0 m2/g értéknél kisebb fajlagos felületi területtel rendelkező Smo.sSro.sCoOa-s (δ = 0,25 ± 0,05) port 1,5 ml, 4 Μ KOH elektrolitot és 0,1 tömeg% felületaktív anyagot tartalmazó oldathoz adtunk. 24 órás keveréssel homogén szuszpenziót kaptunk, amit 900 μm vastagságú habosított nikkel fémbe kényszerítettünk bele. A kitöltött habot ezt követően 80°C hőmérsékleten 12 órán keresztül szárítottuk. Az így nyert elektródot az 1. példában ismertetettel megegyező
-16módon szuperkondenzátor cella készítésére használtuk fel, és azon kísérleteket hajtottunk végre. A 3. ábra olyan cellára vonatkozó eredményeket szemléltet, amelyben az elválasztó elemben platina referencia elektród szintén jelen volt. Az elektród potenciálgörbéjéből 0,37 A/g áramerősséggel végrehajtott töltés és kisütés mellett a találmány szerinti anyag effektív kapacitására egy legalább 120 F/g nagyságú érték adódik.
3. Példa
Szuszpenzió, festék vagy paszta rétegének hordozóra történő felhordásával előállított elektród. A szuszpenzió, festék vagy paszta egy vagy több találmány szerinti perovszkit és/vagy Brown-Millerite típusú anyagot, valamint oldószert és adott esetben segédanyagokat, például diszpergálószereket, felületaktív anyagokat, nedvesítő adalékokat, valamint ezekhez hasonló további anyagokat tartalmaz. A perovszkit és/vagy Brown-Millerite típusú anyagokat ebben az esetben nagy fajlagos felületi területtel rendelkező por alakjában használjuk. A szuszpenzió, festék vagy paszta adott esetben kötőanyagot is tartalmazhat. A hordozót egy sima felület képezi. A szuszpenziót, festéket vagy pasztát a felületen terítéssel, festéssel, nyomtatással vagy öntéssel oszlatjuk el, majd ezt követően szárításnak vetjük alá. Az így nyert szalagot a sima felületről ezt követően különálló elektródrétegként leválasztjuk. Kondenzátorban, telepben, üzemanyag-cellában, elektrolizáló berendezésben vagy érzékelőben történő felhasználás esetén a szalagot adott esetben hőkezeléseknek, kalcináló lépéseknek vagy szinterelő lépéseknek szintén alávethetjük.
4. Példa
Egy vagy több találmány szerinti anyagot tartalmazó szuszpenzió, festék vagy paszta hordozóra történő felhordásával vagy mátrixban való alkalmazásával előállított elektród; a hordozó vagy a mátrix egy további összetevő vagy eszköz, például fényelektromos napelem, vagy elektrokróm ablak részét képezi, vagy fogja azoknak a későbbiekben részét képezni.
5. Példa
Egy vagy több találmány szerinti anyagot por alakban olyan porózus műanyag köpenybe csomagolunk, amely a használni szándékozott elektrolitra nézve inert, továbbá villamosán szigetelő. A köpeny zárása céljából a por alakú anyagot, a kö-17penyt, valamint egy fémből lévő huzalt vagy csíkot oly módon nyomunk össze, hogy maguk a porszemcsék, valamint a huzal vagy csík és a por között érintkezés lépjen fel. Az ily módon nyert szerkezetet elektrokémiai cellában elektródként alkalmazzuk.
6. Példa
Brown-Millerite típusú SrCoO(2,5-y anyag (ξ = 0,10 ± 0,05) kis felületi területű porából az 1. példában elmondottakhoz hasonló módon 1 cm2-es találmány szerinti elektródot készítettünk. Az elektródot az 1. példában szereplő elektródhoz hasonlóan egy Pt referencia elektróddal és segédelektróddal ellátott laboratóriumi szuperkondenzátorban alkalmaztuk. A töltési és kisütési kísérletek eredményeit a 4. ábrán szemléltetjük. Az átlagos kapacitás 200 mA/g töltő és kisütő áramerősség mellett körülbelül 160 F/g értékűnek adódott.
A perovszkitok és/vagy a Brown-Millerite típusú anyagok találmány szerinti elektródokban történő jellemző alkalmazása azt eredményezi, hogy - az ismert anyagokkal és elektródokkal összehasonlítva - a tulajdonságok befolyásolására, továbbá azoknak a speciális alkalmazási követelményekhez való hozzáigazítására számos lehetőség áll rendelkezésre.
Annak ellenére, hogy a találmányt az előzőekben előnyös példaként! kiviteli alakokhoz kapcsolódóan ismertettük, nyilvánvaló, hogy a területen járatos szakember a fenti kitanítás fényében a találmánynak további, a következő igénypontokkal meghatározott oltalmi körön belül eső változatait könnyedén megvalósíthatja.

Claims (15)

  1. -18SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Nagy elektronvezető képességgel rendelkező vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy tapasztalati képlete: ABOy, ahol y * 3, továbbá ahol A az Na, K, Rb, Ca, Ba, La, Pr, Sr, Ce, Nb, Pb, Nd, Sm és Gd alkotta csoportból választott legalább egy fémet jelöl, továbbá ahol B a Cu, Mg, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Nb, Mo, W és Zr alkotta csoportból választott legalább egy fémet jelöl, továbbá ahol az A és B Nb-től egyszerre különbözik, továbbá ahol az ABOy az SrVO2,5-től különbözik.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy perovszkit típusú, amelynél y = 3-δ, ahol δ * 0 és δ értéke a kb. -0,2-től a kb. -0,05-ig terjedő tartományban, vagy a kb. +0,05-tól a kb. +0,7-ig terjedő tartományban van.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy BrownMillerite típusú, amelynél y = 2,5-ξ, ahol ξ értéke a kb. -0,2-től a kb. -0,05-ig terjedő tartományban, vagy a kb. +0,05-tól a kb. +0,3-ig terjedő tartományban van.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy A és/vagy B további fémmel adalékolt fémet jelöl, ahol az A és B esetén az adalékoló fémek az A-ra és a ö-re megadott csoportokból vannak választva.
  5. 5. A 4. igénypont szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy az A az SmxSr(i-X) anyagot jelöli, ahol x a kb. 0,4-től a kb. 0,6-ig terjedő tartományban van.
  6. 6. A 4. igénypont szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy az A az NdxSr(i-xj anyagot jelöli, ahol x a kb. 0,4-től a kb. 0,6-ig terjedő tartományban van.
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy a B Co-t jelöl.
  8. 8. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy a B Fe-t jelöl.
  9. 9. A 7. vagy a 8. igénypont szerinti vegyes oxid anyag, azzal jellemezve, hogy a fi a CO(-|.X)Fex anyagot jelöli, ahol x a kb. 0,2-től a kb. 0,6-ig terjedő tartományban van.
  10. 10. Nagy elektronvezető képességgel rendelkező anyagból lévő elektród elektrokémiai cellához, azzal jellemezve, hogy az elektród az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti vegyes oxid anyagot tartalmaz.
  11. 11. Eljárás elektrokémiai cellához való elektród előállítására, ahol megfelelő hordozót biztosítunk, és vegyes oxid, legalább egy kötőanyag és legalább egy oldó
    -19- ·.·’ - — — szer keverékét alkalmazva a hordozón a vegyes oxid tapadórétegét hozzuk létre, majd az oldószert eltávolítjuk, és - adott esetben - hőkezelést hajtunk végre, azzal jellemezve, hogy a hordozón az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti vegyes oxid anyagot tartalmazó tapadóréteget hozunk létre.
  12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hordozóként egy mátrixot alkalmazunk, továbbá a vegyes oxidot a mátrixban rendezzük el, továbbá a mátrixszal tapadóképes egységet hozunk létre.
  13. 13. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy leválasztást lehetővé tevő tulajdonságú hordozót használunk, továbbá a hordozóra való felhordást követően a vegyes oxid anyagot tartalmazó réteget leválasztjuk és adott esetben hőkezelésnek vetjük alá.
  14. 14. Elektrokémiai cella, amelynek legalább két elektródja és elektrolitja van, azzal jellemezve, hogy legalább egy elektródja a 10. igénypont szerinti.
  15. 15. A 14. igénypont szerinti elektrokémiai cella, azzal jellemezve, hogy aktív szén elektród, RuO2 elektród és RuO2 xH2O elektród közül választott további elektródja van.
    DANUBIA
    A bejelentő hely azbtt:
    eöhat
    Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft.
    Aktaszámunk: 98372-4792/SZT/GL
    Ügyintézőnk: Szabó Zsolt
HU0302080A 2000-08-07 2001-07-26 Nagy elektronvezetż képességgel rendelkezż vegyes oxid anyag, ilyen anyagból készített elektród, eljárás az elektród elżállítására, továbbá elektrokémiai cella HUP0302080A2 (hu)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1015886A NL1015886C2 (nl) 2000-08-07 2000-08-07 Elektrode voor een elektrochemische cel.
NL1017632A NL1017632C1 (nl) 2001-03-19 2001-03-19 Elektrode voor een elektrochemische cel.
NL1018266A NL1018266C1 (nl) 2001-06-12 2001-06-12 Gemengd oxidemateriaal met hoog geleidingsvermogen voor elektronen; elektrode voor een elektrochemische cel die dit materiaal omvat; werkwijze voor het vervaardigen van een elektrode voor een elektrochemische cel en elektrochemische cel die tenminste een dergelijke elektrode omvat.
PCT/NL2001/000621 WO2002013302A1 (en) 2000-08-07 2001-07-26 Mixed oxide material, electrode and method of manufacturing the electrode and electrochemical cell comprising it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HUP0302080A2 true HUP0302080A2 (hu) 2003-09-29

Family

ID=27351236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0302080A HUP0302080A2 (hu) 2000-08-07 2001-07-26 Nagy elektronvezetż képességgel rendelkezż vegyes oxid anyag, ilyen anyagból készített elektród, eljárás az elektród elżállítására, továbbá elektrokémiai cella

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20040089540A1 (hu)
EP (1) EP1320906A1 (hu)
JP (1) JP2004506302A (hu)
KR (1) KR20030038687A (hu)
AU (1) AU2001292443A1 (hu)
CA (1) CA2417013A1 (hu)
CZ (1) CZ2003246A3 (hu)
HU (1) HUP0302080A2 (hu)
IL (1) IL154204A0 (hu)
NZ (1) NZ523942A (hu)
PL (1) PL360437A1 (hu)
WO (1) WO2002013302A1 (hu)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003291044A1 (en) * 2002-11-15 2004-06-15 Battelle Memorial Institute Copper-substituted perovskite compositions for solid oxide fuel cell cathodes and oxygen reduction electrochemical devices
US20040214070A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Simner Steven P. Low sintering lanthanum ferrite materials for use as solid oxide fuel cell cathodes and oxygen reduction electrodes and other electrochemical devices
JP4992185B2 (ja) 2005-02-24 2012-08-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用触媒、膜電極複合体、および固体高分子電解質型燃料電池
US7265891B1 (en) * 2006-06-20 2007-09-04 Eclipse Energy Systems Electrochromic device with self-forming ion transfer layer and lithium-fluoro-nitride electrolyte
US8354011B2 (en) * 2006-07-22 2013-01-15 Ceramatec, Inc. Efficient reversible electrodes for solid oxide electrolyzer cells
RU2331143C1 (ru) * 2007-04-27 2008-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" Катодный материал для тотэ на основе кобальтсодержащих перовскитоподобных оксидов переходных металлов
US9484155B2 (en) * 2008-07-18 2016-11-01 University Of Maryland Thin flexible rechargeable electrochemical energy cell and method of fabrication
JP2010170998A (ja) * 2008-12-24 2010-08-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池用電極触媒およびその選定方法
US8313634B2 (en) 2009-01-29 2012-11-20 Princeton University Conversion of carbon dioxide to organic products
US20110136001A1 (en) * 2009-06-15 2011-06-09 Kensuke Nakura Negative electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery using the same
CN102308418A (zh) * 2009-06-15 2012-01-04 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池用负极活性物质及使用其的锂离子二次电池
US20110135810A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Marina Yakovleva Finely deposited lithium metal powder
US8721866B2 (en) 2010-03-19 2014-05-13 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide
US8500987B2 (en) 2010-03-19 2013-08-06 Liquid Light, Inc. Purification of carbon dioxide from a mixture of gases
US8845877B2 (en) 2010-03-19 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed electrochemical process
US8845878B2 (en) 2010-07-29 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Reducing carbon dioxide to products
US8524066B2 (en) * 2010-07-29 2013-09-03 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of urea from NOx and carbon dioxide
US8568581B2 (en) 2010-11-30 2013-10-29 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide
US8961774B2 (en) 2010-11-30 2015-02-24 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water
US9090976B2 (en) 2010-12-30 2015-07-28 The Trustees Of Princeton University Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction
US8562811B2 (en) 2011-03-09 2013-10-22 Liquid Light, Inc. Process for making formic acid
WO2013006710A2 (en) 2011-07-06 2013-01-10 Liquid Light, Inc. Carbon dioxide capture and conversion to organic products
EP2729601B1 (en) 2011-07-06 2018-05-09 Avantium Knowledge Centre B.V. Reduction of carbon dioxide to oxalic acid, and hydrogenation thereof
FR2981508B1 (fr) * 2011-10-12 2013-11-15 Areva Electrode pour cellule electrochimique et procede de fabrication d'une telle electrode
GB201118429D0 (en) * 2011-10-25 2011-12-07 Univ St Andrews Photocatalyst
KR101430139B1 (ko) * 2012-06-29 2014-08-14 성균관대학교산학협력단 페로브스카이트 기반 메조다공 박막 태양전지 제조 기술
JP6131038B2 (ja) * 2012-12-20 2017-05-17 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池用導電性ペースト組成物
KR102099970B1 (ko) * 2013-11-01 2020-04-10 삼성전자주식회사 투명 전도성 박막
EP3270392A1 (en) * 2016-07-13 2018-01-17 Rhodia Operations Pseudocapacitive materials for supercapacitor electrodes
CN114665131B (zh) * 2022-02-24 2024-01-16 南京工业大学 一种表征氧电极材料的h3o+传输性的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US5244753A (en) * 1990-05-29 1993-09-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid electrolyte fuel cell and method for manufacture of same
US5616223A (en) * 1992-05-11 1997-04-01 Gas Research Institute Mixed ionic-electronic conducting composites for oxygen separation and electrocatalysis
US5604048A (en) * 1993-02-26 1997-02-18 Kyocera Corporation Electrically conducting ceramic and fuel cell using the same
DE4406276B4 (de) * 1993-02-26 2007-10-11 Kyocera Corp. Elektrisch leitendes Keramikmaterial
US5621609A (en) * 1994-12-09 1997-04-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Composite electrode materials for high energy and high power density energy storage devices
US5789218A (en) * 1997-01-17 1998-08-04 Smithkline Beecham P.L.C. DNA encoding valyl tRNA synthetase from Staphylococcus aureus
DE19839202B4 (de) * 1997-08-29 2009-09-10 Mitsubishi Materials Corp. Leitfähige Substanz aus Mischoxidionen und deren Verwendung
ES2204042T3 (es) * 1998-10-07 2004-04-16 Haldor Topsoe A/S Material laminar ceramico.
CA2298850A1 (en) * 1999-02-17 2000-08-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mixed ionic conductor and device using the same
US6471921B1 (en) * 1999-05-19 2002-10-29 Eltron Research, Inc. Mixed ionic and electronic conducting ceramic membranes for hydrocarbon processing

Also Published As

Publication number Publication date
NZ523942A (en) 2004-07-30
AU2001292443A1 (en) 2002-02-18
PL360437A1 (pl) 2004-09-06
WO2002013302A1 (en) 2002-02-14
CA2417013A1 (en) 2002-02-14
JP2004506302A (ja) 2004-02-26
KR20030038687A (ko) 2003-05-16
EP1320906A1 (en) 2003-06-25
IL154204A0 (en) 2003-07-31
US20040089540A1 (en) 2004-05-13
WO2002013302A8 (en) 2002-05-16
CZ2003246A3 (cs) 2003-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HUP0302080A2 (hu) Nagy elektronvezetż képességgel rendelkezż vegyes oxid anyag, ilyen anyagból készített elektród, eljárás az elektród elżállítására, továbbá elektrokémiai cella
US8559162B2 (en) Mesoporous carbon material, fabrication method thereof and supercapacitor
US10644324B2 (en) Electrode material and energy storage apparatus
EP1371067B1 (en) Compound having a high conductivity for electrons; electrode for an electrochemical cell which comprises this compound, method for preparing an electrode and electrochemical cell
KR102182496B1 (ko) 코발트 옥시하이드록사이드를 포함하는 전기화학 소자 전극
US20110038100A1 (en) Porous Carbon Oxide Nanocomposite Electrodes for High Energy Density Supercapacitors
CN104885287A (zh) 用于高功率应用的二次锌-二氧化锰电池
EP3270392A1 (en) Pseudocapacitive materials for supercapacitor electrodes
EP4564509A1 (en) Solid-state electrolyte, preparation method therefor, secondary battery, battery module, battery pack and electrical apparatus
CN109565076A (zh) 电化学元件及全固体锂离子二次电池
Wang et al. Misfit-layered cobaltite Ca3Co4O9+ δas a new electrode for supercapacitor with excellent cycling stability
RU2276430C2 (ru) Активный материал из смешанного оксида, электрод, способ изготовления электрода и электрохимическая ячейка, содержащая этот электрод
WO2021220294A1 (en) A single cell hybrid capattery energy storage system
NL1015886C2 (nl) Elektrode voor een elektrochemische cel.
Rajni et al. Metal-based hybrid capacitors
NL1017632C1 (nl) Elektrode voor een elektrochemische cel.
NL1017633C1 (nl) Elektrode voor een elektrochemische cel.
NL1018267C2 (nl) Verbinding met hoog geleidingsvermogen voor elektronen, elektrode voor een elektrochemische cel die deze verbinding omvat, werkwijze voor het vervaardigen van een elektrode en elektrochemische cel.
AU2002239153A1 (en) Compound having a high conductivity for electrons; electrode for an electrochemical cell which comprises this compound, method for preparing an electrode and electrochemical cell
JP7140054B2 (ja) ニッケル金属水素化物電池
TW202406186A (zh) 鋅電池用負極及鋅電池
Swider-Lyons et al. Direct write microbatteries for next-generation microelectronic devices
Arnold et al. Fabrication of mesoscale energy storage systems by laser direct-write
Li Novel design and synthesis of transition metal hydroxides and oxides for energy storage device applications

Legal Events

Date Code Title Description
FD9A Lapse of provisional protection due to non-payment of fees