JP6198854B2 - Cylindrical solid oxide battery - Google Patents

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Description

本発明は、円筒型の固体酸化物型電池を製造する方法と、固体酸化物型電池と、固体酸化物型電池の使用と、固体酸化物型電池が装備されたエネルギシステムとに関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a cylindrical solid oxide battery, a solid oxide battery, the use of a solid oxide battery, and an energy system equipped with the solid oxide battery.

セラミック電池を備える固体酸化物型燃料電池(Solid Oxide Fuel Cells, SOFC)は、高温型の燃料電池の一つである。固体酸化物型燃料電池は、600℃〜1000℃で動作し、約50%という非常に高い電気効率を提供する。   A solid oxide fuel cell (SOFC) including a ceramic battery is one of high temperature fuel cells. Solid oxide fuel cells operate between 600 ° C. and 1000 ° C. and provide a very high electrical efficiency of about 50%.

固体酸化物型燃料電池は、主に2つの形態で発展しており、すなわち、1つは管(円筒型)として発展し、1つは平坦な膜(平面型)として発展している。   Solid oxide fuel cells have evolved mainly in two forms: one developed as a tube (cylindrical) and one developed as a flat membrane (planar).

独国特許出願公開第19801440号明細書は、高温型燃料電池用の電極・電解質・ユニットを製造する方法を記載している。   German patent application DE 1 801 440 describes a method for producing electrodes, electrolytes and units for high temperature fuel cells.

特開平9−199138号広報は、燃料電池用の電極を製造する方法を記載している。   Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-199138 describes a method of manufacturing an electrode for a fuel cell.

欧州特許第1237065号明細書は、固体酸化物型燃料電池の製造方法を記載している。   EP 1237065 describes a method for producing a solid oxide fuel cell.

本発明の対象は、円筒型の固体酸化物型電池を製造する方法である。   The object of the present invention is a method of manufacturing a cylindrical solid oxide battery.

方法のステップa)において、特に、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分から形成された基材、又は、無灰に完全燃焼可能な材料から形成された基材が準備される。   In step a) of the method, in particular a substrate formed from components forming a porous ceramic material with gas permeability or a substrate formed from an ashless, completely combustible material is provided. .

方法のステップb)において、特に、基材に電極アセンブリが被着される。   In step b) of the method, in particular, an electrode assembly is applied to the substrate.

電極アセンブリを備える基材に、フィルム加飾成形によって、特にセラミック射出成形によって、例えば管形の(支持体)本体が射出成形される。   For example, a tubular (support) body is injection-molded on a substrate provided with an electrode assembly by film decorative molding, in particular by ceramic injection molding.

このことは例えば、方法のステップc)において、電極アセンブリを備える基材を射出成形金型のキャビティの中に挿入することにより、電極アセンブリを備える基材の電極アセンブリで、射出成形金型の中空室又はキャビティを画定することによって実施される。そして、方法のステップd)において、特に、中空室又はキャビティの中に射出成形成分が射出成形される。   This is the case, for example, by inserting the substrate with the electrode assembly into the cavity of the injection mold in step c) of the method, so that the hollow of the injection mold with the electrode assembly of the substrate with the electrode assembly. This is done by defining a chamber or cavity. Then, in step d) of the method, in particular the injection molding component is injection molded into the hollow chamber or cavity.

方法のステップc)において、特に、電極アセンブリを備える基材を射出成形金型のキャビティの中に挿入することにより、電極アセンブリで、中空円筒形の中空室を画定することができる。その後、方法のステップd)において、中空円筒形の中空室の中に射出成形成分を射出することができる。   In step c) of the method, a hollow cylindrical hollow chamber can be defined in the electrode assembly, in particular by inserting a substrate comprising the electrode assembly into the cavity of the injection mold. Thereafter, in step d) of the method, the injection molding component can be injected into a hollow cylindrical hollow chamber.

方法のステップe)において、特に、例えば方法のステップd)で形成された射出成形体が焼結され、ガス透過性に多孔質のセラミックの材料を形成する前記成分が、ガス透過性に多孔質のセラミックの材料に変換されるか、又は、前記無灰に完全燃焼可能な材料が完全燃焼される。   In step e) of the method, in particular, the component that forms, for example, the gas-permeable porous ceramic material is sintered, so that the injection-molded body formed in step d) of the method is porous. The ashless and completely combustible material is completely burned.

固体酸化物型電池は、例えば固体酸化物型燃料電池、固体酸化物型電解質電池及び/又は固体酸化物型金属空気電池とすることができる。特に、固体酸化物型燃料電池、固体酸化物型電解質電池及び/又は固体酸化物型金属空気電池を製造する方法は、例えば固体酸化物型燃料電池又は固体酸化物型電解質電池、例えば固体酸化物型燃料電池のために構成することができる。   The solid oxide battery can be, for example, a solid oxide fuel battery, a solid oxide electrolyte battery, and / or a solid oxide metal-air battery. In particular, a method for producing a solid oxide fuel cell, a solid oxide electrolyte cell and / or a solid oxide metal-air cell is, for example, a solid oxide fuel cell or a solid oxide electrolyte cell such as a solid oxide. Type fuel cell.

本方法によって有利には、円筒型の固体酸化物型電池、特に内側に電極アセンブリを備える円筒型の固体酸化物型電池、例えば負極層と、正極層と、負極層と正極層との間に配置された電解質層とからなる機能層システムアセンブリを内側に備える円筒型の固体酸化物型電池を製造することが可能となる。ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分からなる基材を使用した場合にも、無灰に完全燃焼可能な材料から形成された基材を使用した場合にも、有利には製造工程数を削減すること、電極アセンブリの損傷、特に機能層システムアセンブリの損傷を回避すること、及び/又は、不良品率を低減することが可能となる。   The method advantageously provides a cylindrical solid oxide battery, in particular a cylindrical solid oxide battery with an electrode assembly on the inside, for example between a negative electrode layer, a positive electrode layer, a negative electrode layer and a positive electrode layer. It is possible to manufacture a cylindrical solid oxide battery having a functional layer system assembly including an electrolyte layer disposed therein. Whether it is a substrate made of a component that forms a porous ceramic material with gas permeability or an ashless, completely combustible material, it is advantageously manufactured It is possible to reduce the number of processes, avoid damage to the electrode assembly, in particular damage to the functional layer system assembly, and / or reduce the defective product rate.

特に、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分からなる基材を使用した場合にも、無灰に完全燃焼可能な材料から形成された基材を使用した場合にも、有利には離型工程を簡単化又は省略することが可能となる。そうして有利には電極アセンブリの損傷、特に機能層システムアセンブリの損傷を回避すること、及び/又は、不良品率を低減することが可能となる。   In particular, it is advantageous both when a base material made of a component that forms a porous ceramic material having gas permeability is used and when a base material made of an ashless and completely combustible material is used. Can simplify or omit the mold release step. It is thus possible advantageously to avoid damage to the electrode assembly, in particular to the functional layer system assembly, and / or to reduce the defective rate.

フィルム加飾成形の場合には、電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリを射出成形工程中に直接、射出成形成分からなる射出成形体又はグリーンボディに固着させることができるので、有利にはさらなる製造工程を省略することが可能となる。   In the case of film decorative molding, the electrode assembly, in particular the functional layer system assembly, can be secured directly to the injection molded body or green body consisting of the injection molding components directly during the injection molding process, which is preferably a further manufacturing process. Can be omitted.

基材を、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分から形成する場合には、焼結工程中に、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料が形成され、このガス透過性を有する多孔質のセラミック材料は、電極アセンブリ又は機能層システムに、例えば機能層システムの負極層又は正極層に材料接続的に続いており、そして、例えば水素/燃焼ガス又は空気のようなガスを通過させて電極アセンブリ又は機能層システムへと、例えば機能層システムの負極層又は正極層へと拡散させることが可能な、ガス透過性に多孔質の壁として残留する。基材は、十分なガス透過性を有する壁として電極アセンブリ上に、特に機能層システムアセンブリ上に残留するので、離型のための追加的な工程は省略され、望ましくない残渣は残らない。   When the substrate is formed from a component that forms a porous ceramic material having gas permeability, a porous ceramic material having gas permeability is formed during the sintering process. The porous ceramic material having is connected in material connection to the electrode assembly or functional layer system, for example to the negative electrode layer or the positive electrode layer of the functional layer system, and passes a gas such as hydrogen / combustion gas or air, for example. It remains as a gas permeable porous wall that can then be diffused into the electrode assembly or functional layer system, for example, into the negative electrode layer or positive electrode layer of the functional layer system. Since the substrate remains on the electrode assembly, particularly on the functional layer system assembly, as a wall with sufficient gas permeability, additional steps for demolding are omitted, leaving no undesirable residue.

基材を、無灰に完全燃焼可能な材料から形成する場合には、基材材料は、焼結工程中に無灰かつ無残渣に完全燃焼する。この場合には、電極アセンブリ又は機能層システム、例えば機能層システムの負極層又は正極層は露出されるので、例えば水素/燃焼ガス又は空気のようなガスは、阻害されることなく電極アセンブリ又は機能層システムへと、例えば機能層システムの負極層又は正極層へと拡散すること可能である。基材は、焼結中に無灰に完全燃焼するので、離型のための追加的な工程は省略され、望ましくない残渣は残らない。   If the substrate is formed from a material that is ashless and completely combustible, the substrate material is completely ashless and residue free during the sintering process. In this case, the electrode assembly or functional layer system, eg, the negative electrode layer or positive electrode layer of the functional layer system is exposed, so that gas such as hydrogen / combustion gas or air is not hindered. It is possible to diffuse into the layer system, for example into the negative or positive electrode layer of the functional layer system. Since the substrate burns completely ashless during sintering, additional steps for demolding are omitted, leaving no undesirable residue.

本実施形態においては、特に方法のステップb)において、基材に電極アセンブリが印刷される。この印刷は、特にスクリーン印刷によって実施することができる。スクリーン印刷は、特に有利であることが判明している。特に、電極アセンブリは、負極層と、正極層と、負極層と正極層との間に形成された電解質層とから形成された機能層システムアセンブリとすることができる。従って、方法のステップc)において、特に印刷が施された基材を射出成形金型のキャビティの中に挿入することができる。   In this embodiment, the electrode assembly is printed on the substrate, particularly in step b) of the method. This printing can be carried out in particular by screen printing. Screen printing has proven particularly advantageous. In particular, the electrode assembly can be a functional layer system assembly formed from a negative electrode layer, a positive electrode layer, and an electrolyte layer formed between the negative electrode layer and the positive electrode layer. Thus, in step c) of the method, it is possible to insert a particularly printed substrate into the cavity of the injection mold.

負極材料は、例えばニッケルを含み得る。正極材料は、例えば導電性酸化物を含み得る。負極材料及び/又は正極材料は、例えば多孔性に焼結する材料とすることができる。電解質材料は、例えばセラミック固体電解質とすることができ、特に酸素イオンを伝導する材料とすることができ、例えば希土類、特にスカンジウム、イットリウム及び/又はセリウムがドーピングされた二酸化ジルコニウム(ZrO)とすることができる。電解質材料は、特に気密に焼結することができる。 The negative electrode material can include, for example, nickel. The positive electrode material can include, for example, a conductive oxide. The negative electrode material and / or the positive electrode material can be, for example, a material that is sintered porously. The electrolyte material can be, for example, a ceramic solid electrolyte, in particular a material that conducts oxygen ions, such as zirconium dioxide (ZrO 2 ) doped with rare earths, in particular scandium, yttrium and / or cerium. be able to. The electrolyte material can be sintered particularly tightly.

基材は、例えば管の形態のスリーブとすることができるか、又は、例えばリボン又はいわゆるテープの形態のシートとすることができる。基材は、特にグリーンボディスリーブ又はグリーンシートとすることができる。   The substrate can be a sleeve, for example in the form of a tube, or it can be a sheet, for example in the form of a ribbon or so-called tape. The substrate can in particular be a green body sleeve or a green sheet.

スリーブには、特に曲面スクリーン印刷によって印刷を施すことができる。スリーブは、有利には追加的な成形加工処理をせずに使用することができ、及び/又は、射出成形金型コアに又はキャビティの内壁に直接に位置決め可能である。スリーブを使用する場合にはさらに、場合によっては形状安定化処理を省略することが可能である。   The sleeve can be printed in particular by curved screen printing. The sleeve can advantageously be used without additional molding processing and / or can be positioned directly on the injection mold core or on the inner wall of the cavity. In the case of using a sleeve, the shape stabilization process may be omitted depending on circumstances.

スリーブを使用する場合には、場合によっては射出成形金型コアを省略することさえ可能であり、又は、射出成形金型及び/又は射出成形金型コア又はその取り扱いを簡単化することが可能である。   If a sleeve is used, it is possible in some cases even to omit the injection mold core, or to simplify the injection mold and / or the injection mold core or its handling. is there.

基材は、特に押出成形されたスリーブ又は射出成形されたスリーブとすることができる。   The substrate can in particular be an extruded sleeve or an injection-molded sleeve.

シート、特に平面のシートには、有利には平面スクリーン印刷によって非常に良好に印刷を施すことができる。このようにして本方法を有利に簡単化することができる。これに加えてシートは、平面から例えば曲面の射出成形金型コアへと、又は例えば曲面の支持体スリーブへと移動させる際に良好に持ち運ぶことが可能である。例えば射出成形金型コアへの又は射出成形金型キャビティの内壁への移動、支持体スリーブへの移動、例えば射出成形金型コアでの又は射出成形金型キャビティの内壁での位置決め、支持体スリーブでの位置決め、及び/又は、成形加工処理は、有利には真空を利用することによって、例えば真空技術を用いて、非常に簡単に実現することができる。   Sheets, in particular flat sheets, can be printed very well, preferably by flat screen printing. In this way, the method can be advantageously simplified. In addition, the sheet can be carried well when moving from a flat surface, for example, to a curved injection mold core, or to a curved support sleeve, for example. Eg movement to the injection mold core or to the inner wall of the injection mold cavity, movement to the support sleeve, eg positioning at the injection mold core or the inner wall of the injection mold cavity, support sleeve The positioning and / or the molding process in can advantageously be realized very simply, for example by using a vacuum technique, by utilizing a vacuum.

基材は、特に注型されたシートとすることができる。   The substrate can be a particularly cast sheet.

別の1つの実施形態においては、特に方法のステップe)において、射出成形成分と、電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリと、場合によっては基材の成分とが焼結され、特に共に焼結される。従って有利にはさらなる工程を回避することができる。特に方法のステップe)におけるこの焼結は、唯1回の焼結ステップで実施することができる。焼結時には電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリを、射出成形成分及び場合によっては基材の成分に、特に材料接続的に続かせることができる。特に方法のステップe)におけるこの焼結は、例えば1000℃又は1100℃より高く、1300℃又は1200℃より低い範囲の温度で実施することができる。   In another embodiment, in particular in step e) of the method, the injection molding component, the electrode assembly, in particular the functional layer system assembly and optionally the component of the substrate are sintered, in particular sintered together. The Thus, further steps can advantageously be avoided. In particular, this sintering in step e) of the method can be carried out in only one sintering step. During sintering, the electrode assembly, in particular the functional layer system assembly, can be followed, particularly in material connection, to the injection molding component and possibly to the component of the substrate. In particular, this sintering in step e) of the process can be carried out at a temperature in the range, for example, higher than 1000 ° C. or 1100 ° C. and lower than 1300 ° C. or 1200 ° C.

別の1つの実施形態においては、特に方法のステップc)において、電極アセンブリを備える基材、特に電極アセンブリが印刷された基材が、中空円筒形状を有するか又は中空円筒形状にされる。このことは、シートの場合には真空によって、特に真空技術によって実施することができる、及び/又は、シートを支持体スリーブに被着させることによって実施することができる。電極アセンブリを備える、特に印刷された中空円筒形状の基材の外側の周面又は内側の周面を、電極アセンブリ、特に機能層アセンブリによって構成することができる。電極アセンブリ、特に機能層アセンブリによって構成された外側の周面又は内側の周面により、特に中空円筒形の中空室を画定することができる。   In another embodiment, in particular in step c) of the method, the substrate comprising the electrode assembly, in particular the substrate on which the electrode assembly is printed, has a hollow cylindrical shape or is made into a hollow cylindrical shape. This can be done by a vacuum in the case of a sheet, in particular by a vacuum technique, and / or by applying the sheet to a support sleeve. The outer circumferential surface or the inner circumferential surface of a particularly printed hollow cylindrical substrate comprising an electrode assembly can be constituted by an electrode assembly, in particular a functional layer assembly. A hollow chamber, in particular a hollow cylindrical shape, can be defined by an outer peripheral surface or an inner peripheral surface constituted by an electrode assembly, in particular a functional layer assembly.

別の1つの実施形態においては、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分は、不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分である。   In another embodiment, the component that forms a porous ceramic material having gas permeability is a component that forms a porous ceramic material having inert gas permeability.

不活性という用語は特に、材料が電極又は電解質として使用されないということであると理解することができる。固体酸化物型電池は、例えば、不活性の支持体を備える固体酸化物型電池と呼ぶことができる。   The term inert can be understood in particular as that the material is not used as an electrode or electrolyte. The solid oxide battery can be referred to as, for example, a solid oxide battery provided with an inert support.

特に方法のステップa)における、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分として、基本的に全てのセラミック材料、特に不活性のセラミック材料が適しており、このようなセラミック材料からは、特にスリーブ又はシートのような基材を製造することができ、かつ、造孔剤を用いて焼結によって高多孔質の材料にすることができる。特に方法のステップa)における、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分は、マグネシウムシリケート、特にフォルステライト(MgSiO)と、スピネル、例えばMgAlのようなアルミニウムマグネシウム・スピネルと、ドーピングされた二酸化ジルコニウム、例えば3重量%未満ドーピングされた二酸化ジルコニウムと、ドーピングされていない二酸化ジルコニウムと、酸化アルミニウムと、酸化アルミニウム・酸化ジルコニウム・混合物と、酸化ジルコニウム・ガラス・混合物と、酸化亜鉛と、これらの混合物と、からなるグループから選択された少なくとも1つの材料を含み得る。 In principle, all ceramic materials, in particular inert ceramic materials, are suitable as components for forming a gas-permeable porous ceramic material, particularly in step a) of the method. In particular, substrates such as sleeves or sheets can be produced and can be made into a highly porous material by sintering with a pore-forming agent. The components that form a particularly inert, gas-permeable porous ceramic material, particularly in step a) of the process, are magnesium silicate, in particular forsterite (Mg 2 SiO 4 ), and spinel, for example MgAl 2 O 4. Aluminum magnesium spinel, such as doped zirconium dioxide, eg, less than 3 wt% doped zirconium dioxide, undoped zirconium dioxide, aluminum oxide, aluminum oxide / zirconium oxide mixture, and zirconium oxide -It may comprise at least one material selected from the group consisting of glass-mixtures, zinc oxide, and mixtures thereof.

別の1つの実施形態においては、特に方法のステップa)における、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分は、フォルステライト、アルミニウムマグネシウム・スピネル(AlMgスピネル)及び/又はドーピングされた二酸化ジルコニウムを含む。特に方法のステップa)における、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分は、特にフォルステライトを含み得る。   In another embodiment, the components that form a particularly inert, gas-permeable porous ceramic material, particularly in step a) of the method, include forsterite, aluminum magnesium spinel (AlMg spinel) and And / or doped zirconium dioxide. In particular, the component forming the gas-permeable porous ceramic material in step a) of the process may comprise forsterite in particular.

フォルステライトは、実質的に一般分子式MgSiOをベースにしている。フォルステライトは、有利には電気的にもイオン的にも高絶縁性であり、例えば20℃では電気抵抗率1011Ω・mを有し、600℃では電気抵抗率10Ω・mを有し得る。従って有利には、電気的及びイオン的な短絡を回避することができ、1つ又は複数の追加的な絶縁層を省略することができる。フォルステライトのさらなる利点は、フォルステライトの焼結挙動及び熱膨張係数である。つまりフォルステライトは、有利な収縮特性と、有利な収縮動力学とを有し得る。さらに、フォルステライトの熱膨張係数は、機能層システムの材料の熱膨張係数と実質的に一致することができ、約10〜11・10−6−1とすることができる。このことは、円筒型の(支持体)本体と電極アセンブリとを、特に機能層システムアセンブリとを同時に焼結(共焼結)するために有利に作用する。さらに、フォルステライトは、タルクや酸化マグネシウムのような安価な原材料から反応焼結によって得ることができ、このことは製造時のコスト削減に一層役立つ。 Forsterite is substantially based on the general molecular formula Mg 2 SiO 4 . Forsterite is advantageously highly insulating both electrically and ionically, for example having an electrical resistivity of 10 11 Ω · m at 20 ° C. and an electrical resistivity of 10 5 Ω · m at 600 ° C. Can do. Thus, advantageously, electrical and ionic shorts can be avoided and one or more additional insulating layers can be omitted. A further advantage of forsterite is the sintering behavior and thermal expansion coefficient of forsterite. That is, forsterite can have advantageous shrinkage properties and advantageous shrinkage kinetics. Furthermore, the thermal expansion coefficient of forsterite can substantially match the thermal expansion coefficient of the material of the functional layer system, and can be about 10-11 · 10 −6 K −1 . This is advantageous for simultaneously sintering (co-sintering) the cylindrical (support) body and the electrode assembly, in particular the functional layer system assembly. Furthermore, forsterite can be obtained by reactive sintering from inexpensive raw materials such as talc and magnesium oxide, which further helps to reduce manufacturing costs.

さらに、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分は、少なくとも1つの造孔剤を含み得る。例えば造孔剤として、熱処理中に、例えば焼結中に、分解、蒸発及び/又は溶解する化合物を使用することができる。造孔剤として、例えば有機造孔剤が適している。有機造孔剤は、熱処理中に例えば射出成形法による成形後に完全燃焼することができ、例えば浸透性の空洞を残すことができる。   Furthermore, the component forming the porous ceramic material having gas permeability may comprise at least one pore former. For example, a compound that decomposes, evaporates and / or dissolves during heat treatment, for example during sintering, can be used as a pore former. For example, an organic pore forming agent is suitable as the pore forming agent. The organic pore former can be completely burned during the heat treatment, for example after molding by injection molding, for example leaving permeable cavities.

特に方法のステップa)における、無灰に完全燃焼可能な材料は、元素の炭素形態、特にカーボンブラックと、ポリマー、特にセルロース及び/又はデンプンのような天然ポリマーと、これらの組み合わせと、からなるグループから選択することができる。特に、無灰に完全燃焼可能な材料は、カーボンブラック及び/又はセルロース及び/又はデンプンとすることができるか又はこれらを含み得る。   The ashless, completely combustible material, in particular in step a) of the process, consists of the elemental carbon form, in particular carbon black, and polymers, in particular natural polymers such as cellulose and / or starch, and combinations thereof. You can select from a group. In particular, the ashless, fully combustible material can be or can include carbon black and / or cellulose and / or starch.

別の1つの実施形態においては、特に方法のステップd)において、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分が使用される。特に、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分は、不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分とすることができる。   In another embodiment, in particular in step d) of the method, an injection molding component is used which forms a gas permeable porous ceramic material. In particular, the injection molding component that forms a porous ceramic material having gas permeability can be an injection molding component that forms a porous ceramic material having inert gas permeability.

特に方法のステップe)における焼結時に、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分も、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料に変換させることができる。   In particular, the injection-molding component which forms a particularly inert, gas-permeable porous ceramic material during sintering in step e) of the process is also converted into a particularly inert, gas-permeable porous ceramic material. Can be converted.

特に方法のステップd)における、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分として、基本的に全てのセラミック材料、特に不活性のセラミック材料が適しており、このようなセラミック材料からは、特にスリーブ又はシートのような基材を製造することができ、かつ、造孔剤を用いて焼結によって高多孔質の材料にすることができる。特に方法のステップd)における、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分は、マグネシウムシリケート、特にフォルステライト(MgSiO)と、スピネル、例えばMgAlのようなアルミニウムマグネシウム・スピネルと、ドーピングされた二酸化ジルコニウム、例えば3重量%未満ドーピングされた二酸化ジルコニウムと、ドーピングされていない二酸化ジルコニウムと、酸化アルミニウムと、酸化アルミニウム・酸化ジルコニウム・混合物と、酸化ジルコニウム・ガラス・混合物と、酸化亜鉛と、これらの混合物と、からなるグループから選択された少なくとも1つの材料を含み得る。 In principle, all ceramic materials, in particular inert ceramic materials, are suitable as injection-moulding components for forming gas-permeable porous ceramic materials, particularly in step d) of the method. In particular, a substrate such as a sleeve or a sheet can be produced, and a highly porous material can be obtained by sintering using a pore-forming agent. In particular, in step d) of the method, the injection-moulding components that form a gas-permeable porous ceramic material are magnesium silicates, in particular forsterite (Mg 2 SiO 4 ) and spinels such as MgAl 2 O 4 . Aluminum magnesium spinel, doped zirconium dioxide, eg less than 3 wt.% Doped zirconium dioxide, undoped zirconium dioxide, aluminum oxide, aluminum oxide / zirconium oxide / mixture, zirconium oxide / glass / It may include at least one material selected from the group consisting of a mixture, zinc oxide, and a mixture thereof.

別の1つの実施形態においては、特に方法のステップd)における、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分は、フォルステライト、アルミニウムマグネシウム・スピネル(AlMgスピネル)及び/又はドーピングされた二酸化ジルコニウムを含む。ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分は、特にフォルステライトを含み得る。   In another embodiment, in particular in step d) of the method, the injection-molding component forming the gas-permeable porous ceramic material is forsterite, aluminum magnesium spinel (AlMg spinel) and / or doping. Containing oxidized zirconium dioxide. The injection-molding component that forms a porous ceramic material with gas permeability can in particular comprise forsterite.

さらに、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分は、少なくとも1つの造孔剤を含み得る。   Further, the injection molding component that forms the porous ceramic material having gas permeability may include at least one pore former.

別の1つの実施形態においては、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分が、射出成形成分としても使用される。例えば、特に方法のステップa)における、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分は、特に方法のステップd)における、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分と同じ成分とすることができる。   In another embodiment, the components that form a gas permeable porous ceramic material are also used as injection molding components. For example, the component that forms the gas permeable porous ceramic material, particularly in step a) of the method, in particular the injection molding component that forms the gas permeable porous ceramic material, in step d) of the method. Can be the same component.

射出成形金型は、特に、キャビティの中に挿入可能な射出成形金型コアを有することができる。射出成形金型コアをキャビティの中に挿入することによって、射出成形金型コアとキャビティの内壁との間に、特に実質的に管形の中空室を形成することができる。実質的にというのは、この管形の中空室が中空円筒形の中空室(部分)を含み、それに加えてさらに、1つの取り付け部分と1つのキャップ部分とを形成するための、又は、2つの取り付け部分を形成するための、別の形状の中空室部分、特に中空室端部部分を有するということであると理解することができる。   The injection mold may in particular have an injection mold core that can be inserted into the cavity. By inserting the injection mold core into the cavity, a particularly substantially tubular hollow chamber can be formed between the injection mold core and the inner wall of the cavity. Substantially, this tubular hollow chamber comprises a hollow cylindrical hollow chamber (part) and in addition to form one attachment part and one cap part, or 2 It can be understood that it has a hollow chamber part of another shape, in particular a hollow chamber end part, to form one attachment part.

電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリを備える基材は、射出成形金型コアに又はキャビティの内壁に被着させることができる。   A substrate comprising an electrode assembly, particularly a functional layer system assembly, can be applied to an injection mold core or to the inner wall of a cavity.

電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリを備える基材を射出成形金型コアに被着させることによって、内側に電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリが被着された管形の支持体を有する電池を製造することができる。   Manufacturing a battery having a tubular support with an electrode assembly, in particular a functional layer system assembly, on the inside, by depositing an electrode assembly, in particular a substrate comprising a functional layer system assembly, on an injection mold core can do.

電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリを備える基材をキャビティの内壁に被着させることによって、外側に電極アセンブリ、特に機能層システムアセンブリが被着された管形の支持体を有する電池を製造することができる。   Manufacturing a battery having a tubular support with an electrode assembly, in particular a functional layer system assembly, on the outside, by depositing an electrode assembly, in particular a substrate comprising a functional layer system assembly, on the inner wall of the cavity Can do.

機能層システムアセンブリを備える基材を使用する場合であって、当該基材に負極層が被着されており、負極層に電界質層が被着されており、電界質層に正極層が被着されている場合には、特に正極層により、特に方法のステップc)及び/又はd)における、例えば中空円筒形の中空室を画定することができる。   In the case of using a base material provided with a functional layer system assembly, the negative electrode layer is applied to the base material, the electrolyte layer is applied to the negative electrode layer, and the positive electrode layer is applied to the electrolyte layer. If applied, in particular the positive electrode layer can define, for example, a hollow cylindrical hollow chamber, in particular in step c) and / or d) of the method.

機能層システムアセンブリを備えるこのような基材を射出成形金型コアに被着させた場合には、内側に機能層システムアセンブリが被着された管形の支持体を有する電池を製造することができ、この機能層システムアセンブリにおいては、負極層が内側の層となり、正極層が外側の層となる。特に、管形の支持体には正極層を、特に材料接続的に続かせることができ、基材には負極層を、特に材料接続的に少なくとも一時的に続かせることができる。基材が無灰に完全燃焼する場合には、これにより負極層を露出させることができる。   When such a substrate comprising a functional layer system assembly is applied to an injection mold core, a battery having a tubular support having a functional layer system assembly attached thereto can be produced. In this functional layer system assembly, the negative electrode layer becomes the inner layer and the positive electrode layer becomes the outer layer. In particular, the tubular support can be followed by a positive electrode layer, particularly in material connection, and the substrate can be followed at least temporarily by a negative electrode layer, particularly in material connection. When the base material burns completely without ash, this allows the negative electrode layer to be exposed.

機能層システムアセンブリを備えるこのような基材をキャビティの内壁に被着させた場合には、外側に機能層システムアセンブリが被着された管形の支持体を有する電池を製造することができ、この機能層システムアセンブリにおいては、正極層が内側の層となり、負極層が外側の層となる。特に、管形の支持体には正極層を、特に材料接続的に続かせることができ、基材には負極層を、特に材料接続的に少なくとも一時的に続かせることができる。基材が無灰に完全燃焼する場合には、これにより負極層を露出させることができる。   When such a substrate with a functional layer system assembly is deposited on the inner wall of the cavity, a battery having a tubular support with the functional layer system assembly deposited on the outside can be produced; In this functional layer system assembly, the positive electrode layer is the inner layer and the negative electrode layer is the outer layer. In particular, the tubular support can be followed by a positive electrode layer, particularly in material connection, and the substrate can be followed at least temporarily by a negative electrode layer, particularly in material connection. When the base material burns completely without ash, this allows the negative electrode layer to be exposed.

機能層システムアセンブリを備える基材を使用する場合であって、当該基材に正極層が被着されており、正極層に電界質層が被着されており、電界質層に負極層が被着されている場合には、特に負極層により、特に方法のステップc)及び/又はd)における、例えば管形の中空室を画定することができる。   In the case of using a base material provided with a functional layer system assembly, the positive electrode layer is applied to the base material, the electrolyte layer is applied to the positive electrode layer, and the negative electrode layer is applied to the electrolyte layer. If applied, it is possible to define, for example, a tubular hollow chamber, in particular by means of the negative electrode layer, in particular in step c) and / or d) of the method.

機能層システムアセンブリを備えるこのような基材を射出成形金型コアに被着させた場合には、内側に機能層システムアセンブリが被着された管形の支持体を有する電池を製造することができ、この機能層システムアセンブリにおいては、正極層が内側の層となり、負極層が外側の層となる。特に、管形の支持体には負極層を、特に材料接続的に続かせることができ、基材には正極層を、特に材料接続的に少なくとも一時的に続かせることができる。基材が無灰に完全燃焼する場合には、これにより正極層を露出させることができる。   When such a substrate comprising a functional layer system assembly is applied to an injection mold core, a battery having a tubular support having a functional layer system assembly attached thereto can be produced. In this functional layer system assembly, the positive electrode layer becomes the inner layer and the negative electrode layer becomes the outer layer. In particular, the tubular support can be followed by a negative electrode layer, particularly in material connection, and the substrate can be followed at least temporarily by a positive electrode layer, particularly in material connection. In the case where the base material is completely burned ashless, this allows the positive electrode layer to be exposed.

機能層システムアセンブリを備えるこのような基材をキャビティの内壁に被着させた場合には、外側に機能層システムアセンブリが被着された管形の支持体を有する電池を製造することができ、この機能層システムアセンブリにおいては、負極層が内側の層となり、正極層が外側の層となり、この場合、管形の支持体には負極層が、特に材料接続的に続いている。特に、管形の支持体には負極層を、特に材料接続的に続かせることができ、基材には正極層を、特に材料接続的に少なくとも一時的に続かせることができる。基材が無灰に完全燃焼する場合には、これにより正極層を露出させることができる。   When such a substrate with a functional layer system assembly is deposited on the inner wall of the cavity, a battery having a tubular support with the functional layer system assembly deposited on the outside can be produced; In this functional layer system assembly, the negative electrode layer becomes the inner layer and the positive electrode layer becomes the outer layer, in which case the negative electrode layer follows the tubular support, in particular in material connection. In particular, the tubular support can be followed by a negative electrode layer, particularly in material connection, and the substrate can be followed at least temporarily by a positive electrode layer, particularly in material connection. In the case where the base material is completely burned ashless, this allows the positive electrode layer to be exposed.

本方法はさらに、少なくとも1つの別の方法のステップd1)、すなわち、別の射出成形成分を射出するステップd1)を有することができる。この別の射出成形成分は、特に不活性の、気密のセラミック材料を形成するために構成することができる。   The method can further comprise step d1) of at least one other method, ie injecting another injection molding component d1). This further injection molding component can be configured to form a particularly inert, gas-tight ceramic material.

特に方法のステップe)における焼結時に、特に方法のステップd1)における、特に不活性の、気密のセラミック材料を形成する別の射出成形成分も、特に不活性の、気密のセラミック材料に変換させることができる。   In particular during sintering in method step e), another injection-molding component which forms a particularly inert, gas-tight ceramic material, in particular in method step d1), is also converted into a particularly inert, gas-tight ceramic material. be able to.

特に方法のステップd1)における、気密のセラミック材料を形成する別の射出成形成分として、基本的には全てのセラミック材料、特に不活性のセラミック材料が適しており、このようなセラミック材料からは、特にスリーブ又はシートのような基材を製造することができ、かつ、焼結によって気密の材料にすることができる。特に方法のステップd1)における、気密のセラミック材料を形成する別の射出成形成分も、マグネシウムシリケート、特にフォルステライト(MgSiO)と、スピネル、例えばMgAlのようなアルミニウムマグネシウム・スピネルと、ドーピングされた二酸化ジルコニウム、例えば3重量%未満ドーピングされた二酸化ジルコニウムと、ドーピングされていない二酸化ジルコニウムと、酸化アルミニウムと、酸化アルミニウム・酸化ジルコニウム・混合物と、酸化ジルコニウム・ガラス・混合物と、酸化亜鉛と、これらの混合物と、からなるグループから選択された少なくとも1つの材料を含み得る。 In principle, all ceramic materials, in particular inert ceramic materials, are suitable as another injection-molding component for forming an airtight ceramic material, particularly in step d1) of the method, from such ceramic materials, In particular, substrates such as sleeves or sheets can be produced and can be made airtight by sintering. Another injection-molding component that forms an airtight ceramic material, particularly in step d1) of the process, is also magnesium silicate, in particular forsterite (Mg 2 SiO 4 ), and spinel, eg aluminum magnesium spinel such as MgAl 2 O 4. And doped zirconium dioxide, eg, less than 3% by weight doped zirconium dioxide, undoped zirconium dioxide, aluminum oxide, aluminum oxide / zirconium oxide mixture, zirconium oxide / glass / mixture, and oxidation. It may comprise at least one material selected from the group consisting of zinc and mixtures thereof.

別の1つの実施形態においては、特に方法のステップd1)における、気密のセラミック材料を形成する別の射出成形成分は、フォルステライト、アルミニウムマグネシウム・スピネル(AlMgスピネル)及び/又はドーピングされた二酸化ジルコニウムを含む。気密のセラミック材料を形成する別の射出成形成分は、特にフォルステライトを含み得る。   In another embodiment, in particular in step d1) of the method, another injection-molding component forming the hermetic ceramic material is forsterite, aluminum magnesium spinel (AlMg spinel) and / or doped zirconium dioxide. including. Another injection-moulding component that forms an airtight ceramic material can include forsterite, among others.

特に方法のステップd1)における別の射出成形成分は、特に方法のステップa)における成分、及び/又は、特に方法のステップd)における射出成形成分とは、造孔剤が用いられていないという点で異なっている。   In particular, the other injection-molding component in step d1) of the method, in particular the component in step a) of the method and / or the injection-molding component in particular of step d) of the method, is that no pore former is used. Is different.

射出成形金型は特に、当該射出成形金型の内部で管形の中空室が形成され得るように構成することができ、この管形の中空室は、1つの取り付け部分と1つのキャップ部分とを形成するための、又は、2つの取り付け部分を形成するための、2つの中空室端部部分と、1つの中空円筒形の中空室とを有する。   The injection mold can in particular be configured such that a tubular hollow chamber can be formed inside the injection mold, the tubular hollow chamber comprising one mounting part and one cap part. Or two hollow chamber end portions and one hollow cylindrical hollow chamber for forming two attachment portions.

気密のセラミック材料を形成する別の射出成形成分は、特に方法のステップd1)において、1つ又は2つの中空室端部部分に射出することができる。   Another injection-molding component forming an airtight ceramic material can be injected into one or two hollow chamber end portions, in particular in step d1) of the method.

このようにして全体として、特に中空円筒形のガス透過性に多孔質の領域を備える管形の支持体(円筒)を有する、有利には円筒型の固体酸化物型電池、例えば円筒型の高温型燃料電池(円筒型SOFC)を製造することができ、この管形の支持体の内側又は場合によっては外側には、多孔質の領域の高さまで機能層を配置することができる。この場合、管形の支持体(円筒)は、機能層のための電気化学的に不活性の支持体として機能する。このような構造の利点は、こうすることによって非常に薄い層アセンブリを実現できることにあり、これによって機能層の材料が節約(コスト、ランタン化合物が使用可)されるのみならず、特に電気出力も増加する。   In this way as a whole, in particular a cylindrical solid oxide cell, for example a cylindrical high temperature, having a tubular support (cylinder) with a hollow cylindrical gas-permeable porous region Type fuel cell (cylindrical SOFC) can be manufactured, and the functional layer can be arranged up to the height of the porous region inside or in some cases outside this tubular support. In this case, the tubular support (cylinder) functions as an electrochemically inert support for the functional layer. The advantage of such a structure is that this allows a very thin layer assembly to be realized, which not only saves the material of the functional layer (cost, lanthanum compounds can be used), but also in particular the electrical output. To increase.

シートの形態の基材を使用する場合には、基材を電極アセンブリ、特に機能層アセンブリと共に支持体スリーブに被着させ、この支持体スリーブ自体を射出成形金型コアに被着させることができる。   When using a substrate in the form of a sheet, the substrate can be applied to a support sleeve together with an electrode assembly, in particular a functional layer assembly, and the support sleeve itself can be applied to an injection mold core. .

ここで、さらなる利点及び技術的特徴に関しては、本発明の固体酸化物型電池、本発明の使用、本発明のエネルギシステムに関する説明と、図面及び図面に関連する記載とを参照されたい。   Here, for further advantages and technical features, reference is made to the description of the solid oxide cell of the invention, the use of the invention, the energy system of the invention and the drawings and the description associated with the drawings.

本発明の別の1つの対象は、本発明の方法によって製造された、円筒型の固体酸化物型電池である。固体酸化物型電池は、特に固体酸化物型燃料電池、固体酸化物型電解質電池及び/又は固体酸化物型金属空気電池とすることができる。   Another object of the present invention is a cylindrical solid oxide battery produced by the method of the present invention. The solid oxide cell can be a solid oxide fuel cell, a solid oxide electrolyte cell and / or a solid oxide metal-air cell, in particular.

ここで、さらなる利点及び技術的特徴に関しては、本発明の方法、本発明の固体酸化物型電池、本発明の使用、本発明のエネルギシステムに関する説明と、図面及び図面に関連する記載とを明示的に参照されたい。   Here, with regard to further advantages and technical features, the description of the method of the invention, the solid oxide battery of the invention, the use of the invention, the energy system of the invention and the description relating to the drawings and drawings are clearly shown. Please refer to it.

本発明の別の1つの対象は、円筒型の固体酸化物型電池である。   Another object of the present invention is a cylindrical solid oxide battery.

固体酸化物型電池は、特に固体酸化物型燃料電池、固体酸化物型電解質電池及び/又は固体酸化物型金属空気電池とすることができる。   The solid oxide cell can be a solid oxide fuel cell, a solid oxide electrolyte cell and / or a solid oxide metal-air cell, in particular.

円筒型の固体酸化物型電池は、特に電極アセンブリを含むことができ、この電極アセンブリは、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料からなる第1壁と、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料からなる第2壁との間に配置されている。特に電極アセンブリは、第1壁及び第2壁に材料接続的に続かせることができる。   The cylindrical solid oxide cell may in particular comprise an electrode assembly, the electrode assembly being in particular inert and having a first wall of porous ceramic material with gas permeability and in particular inert. And a second wall made of a porous ceramic material having gas permeability. In particular, the electrode assembly can be connected in material connection to the first wall and the second wall.

1つの実施形態においては、電極アセンブリは、負極層と、正極層と、負極層と正極層との間に形成された電解質層とからなる機能層システムアセンブリである。1つの実施形態においては、第1壁には正極層が、特に材料接続的に続いており、第2壁には負極層が、特に材料接続的に続いている。別の1つの実施形態においては、第1壁には負極層が、特に材料接続的に続いており、第2壁には正極層が、特に材料接続的に続いている。例えば電極アセンブリは、第1壁及び第2壁に全面的に続かせることができる。例えば、第1壁には正極層を、特に材料接続的に全面的に続かせて、第2壁には負極層を、特に材料接続的に全面的に続かせることができるか、又はその逆に、第1壁に負極層を、特に材料接続的に全面的に続かせて、第2壁に正極層を、特に材料接続的に全面的に続かせることができる。   In one embodiment, the electrode assembly is a functional layer system assembly consisting of a negative electrode layer, a positive electrode layer, and an electrolyte layer formed between the negative electrode layer and the positive electrode layer. In one embodiment, the first wall is followed by a positive electrode layer, particularly in material connection, and the second wall is followed by a negative electrode layer, particularly in material connection. In another embodiment, the first wall is followed by a negative electrode layer, particularly in material connection, and the second wall is followed by a positive electrode layer, particularly in material connection. For example, the electrode assembly can be fully extended to the first wall and the second wall. For example, the first wall can be followed entirely by a positive electrode layer, particularly material-connected, and the second wall can be entirely followed by a material-connected material, or vice versa. In addition, the negative electrode layer can be continued over the first wall, particularly in terms of material connection, and the positive electrode layer can be continued over the second wall, particularly in terms of material connection.

別の1つの実施形態においては、第1壁は、管形の支持体の一部分である。管形の支持体は、特に1つの中空円筒形の中間部分と、2つの端部部分とを有することができ、この2つの端部部分の一方は、特に電池を取り付けるための取り付け部分又は底部部分であり、他方の端部部分は、中空円筒形の中間部分の一方の端部を閉鎖するキャップ部分であるか、又は、特に電池を取り付けるための別の1つの取り付け部分又は底部部分である。特に中空円筒形の中間部分は、第1壁を含むか又は第1壁を構成することができる。   In another embodiment, the first wall is part of a tubular support. The tubular support can in particular have one hollow cylindrical middle part and two end parts, one of the two end parts being a mounting part or a bottom part, in particular for mounting a battery. And the other end part is a cap part that closes one end of the hollow cylindrical intermediate part, or another mounting part or bottom part, in particular for mounting a battery . In particular, the hollow cylindrical intermediate part may comprise or constitute the first wall.

閉鎖された端部を有する実施形態の場合には、有利には未使用のガス、特に未使用の燃焼ガスをガス循環路、特に燃焼ガス循環路へと再循環させることができ、これによって有利には電気効率の向上が可能である。   In the case of embodiments with closed ends, it is possible advantageously to recycle unused gas, in particular unused combustion gas, into the gas circuit, in particular to the combustion gas circuit. The electrical efficiency can be improved.

第1壁又は中空円筒形の中間部分は、特に本発明の方法のステップd)における、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分から構成することができる又はガス透過性の多孔質とすることができる。   The intermediate part of the first wall or hollow cylinder can be composed of an injection-molding component that forms a particularly inert, gas-permeable porous ceramic material, particularly in step d) of the method of the invention. Or it can be made into gas-permeable porous.

端部部分は、特に本発明の方法のステップd1)における気密のセラミック材料から構成することができる又は気密とすることができる。   The end portion can be composed of an airtight ceramic material, particularly in step d1) of the method of the invention, or can be airtight.

第2壁は、中空円筒形状を有することができる。第2壁は、特に本発明の方法において使用される基材によって構成することができる又はガス透過性の多孔質とすることができる。   The second wall can have a hollow cylindrical shape. The second wall can be constituted in particular by the substrate used in the method of the invention or can be gas permeable porous.

別の1つの実施形態においては、第2壁の壁厚さは、第1壁よりも薄い壁厚さを有する。第2壁の壁厚さは、特に第1壁の壁厚さの75%未満、例えば50%未満、例えば25%未満とすることができる。   In another embodiment, the wall thickness of the second wall has a thinner wall thickness than the first wall. The wall thickness of the second wall can in particular be less than 75% of the wall thickness of the first wall, for example less than 50%, for example less than 25%.

ここで、さらなる利点及び技術的特徴に関しては、本発明の方法、本発明の固体酸化物型電池、本発明の使用、本発明のエネルギシステムに関する説明と、図面及び図面に関連する記載とを明示的に参照されたい。   Here, with regard to further advantages and technical features, the description of the method of the invention, the solid oxide battery of the invention, the use of the invention, the energy system of the invention and the description relating to the drawings and drawings are clearly shown. Please refer to it.

本発明はさらに、円筒型の固体酸化物型電池、特に本発明の円筒型の固体酸化物型電池を、例えば(マイクロ)熱電併給設備における燃料電池として、電解質電池として及び/又は金属空気電池として、産業用の熱電併給(CHP)のため、家庭用エネルギ供給のため、発電所での電流発生のため及び/又は車両での電流発生のために使用する、使用に関する。   The invention further provides a cylindrical solid oxide cell, in particular a cylindrical solid oxide cell according to the invention, for example as a fuel cell in a (micro) cogeneration facility, as an electrolyte cell and / or as a metal-air cell. To use for industrial combined heat and power (CHP), for household energy supply, for generating current in power plants and / or for generating current in vehicles.

特に円筒型の固体酸化物型電池は、例えばフォルステライトのような、特に不活性の、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料からなる中空円筒形の部分を有する管形の支持体を有することができ、この支持体の内面又は外面、特に内面には、電極アセンブリが被着されており、特に負極層と、正極層と、負極層と正極層との間に形成された電解質層とからなる機能層システムアセンブリが被着されている。例えば、中空円筒形の部分は、管形の支持体の中空円筒形の中間部分とすることができる。管形の支持体は、特に1つの中空円筒形の中間部分と、2つの端部部分とを有することができる。この2つの端部部分の一方は、特に電池を取り付けるための取り付け部分又は底部部分とすることができ、他方の端部部分は、中空円筒形の中間部分の一方の端部を閉鎖するキャップ部分であるか、又は、特に電池を取り付けるための別の1つの取り付け部分又は底部部分とすることができる。   In particular, a cylindrical solid oxide battery has a tubular support with a hollow cylindrical part made of a porous ceramic material with a particularly inert gas permeability, for example forsterite. An electrode assembly is applied to the inner surface or outer surface, particularly the inner surface of the support, and particularly from the negative electrode layer, the positive electrode layer, and the electrolyte layer formed between the negative electrode layer and the positive electrode layer. A functional layer system assembly is applied. For example, the hollow cylindrical portion can be a hollow cylindrical intermediate portion of a tubular support. The tubular support can in particular have one hollow cylindrical intermediate part and two end parts. One of the two end portions can be a mounting portion or a bottom portion, in particular for mounting the battery, and the other end portion is a cap portion that closes one end of the hollow cylindrical intermediate portion. Or it can be another mounting part or bottom part, in particular for mounting the battery.

端部部分は、例えばフォルステライトのような、特に不活性の、気密のセラミック材料から形成することができる。ここで、管形の支持体の中空円筒形の(中間)部分には正極層を、特に材料接続的に続かせることができる。この場合には負極層を露出させることができるか、又は、ガス透過性に多孔質の材料からなる基材又は壁に材料接続的に続かせることができる。又は、管形の支持体の中空円筒形の(中間)部分に負極層を、特に材料接続的に続かせることができ、この場合には特に正極層を露出させることができるか、又は、ガス透過性に多孔質の材料からなる基材又は壁に材料接続的に続かせることができる。   The end portion can be formed from a particularly inert, gas-tight ceramic material, such as forsterite. Here, the hollow cylindrical (intermediate) part of the tubular support can be followed by a positive electrode layer, particularly in material connection. In this case, the negative electrode layer can be exposed or can be connected in material connection to a substrate or wall made of a gas permeable porous material. Alternatively, the negative electrode layer can be connected to the hollow cylindrical (intermediate) part of the tubular support, in particular in material connection, in which case the positive electrode layer can in particular be exposed or the gas It can be connected in material connection to a substrate or wall of a permeable porous material.

ここで、さらなる利点及び技術的特徴に関しては、本発明の方法、本発明の固体酸化物型電池、本発明のエネルギシステムに関する説明と、図面及び図面に関連する記載とを明示的に参照されたい。   Here, for further advantages and technical features, explicitly refer to the description of the method of the invention, the solid oxide battery of the invention, the energy system of the invention and the drawings and the description associated with the drawings. .

本発明はさらに、少なくとも1つの本発明の電池、少なくとも1つの本発明によって製造された電池又は少なくとも1つの本発明によって使用される電池を含むエネルギシステム、例えば太陽光発電設備のための、風力発電設備のための、バイオガス設備のための、住宅又は商業施設のための、工業設備のための、発電所のための、又は、車両のための、エネルギ蓄積及び/又は変換設備、(マイクロ)熱電併給設備、又は、熱電併給エネルギ蓄積及び/又は変換設備のようなエネルギシステムに関する。(マイクロ)熱電併給設備とは、特に、エネルギ担体から電流と熱とを同時に形成する設備であると理解することができる。   The invention further comprises wind power generation for energy systems, for example solar power installations comprising at least one battery according to the invention, at least one battery produced according to the invention or at least one battery used according to the invention. Energy storage and / or conversion equipment for equipment, for biogas equipment, for residential or commercial facilities, for industrial equipment, for power plants or for vehicles, (micro) It relates to an energy system such as a combined heat and power facility or a combined heat and power energy storage and / or conversion facility. A (micro) cogeneration facility can be understood as a facility that simultaneously forms current and heat from an energy carrier.

ここで、さらなる利点及び技術的特徴に関しては、本発明の方法、本発明の固体酸化物型電池、本発明の使用に関する説明と、図面及び図面に関連する記載とを明示的に参照されたい。   Here, for further advantages and technical features, reference should be made explicitly to the method of the invention, the solid oxide cell of the invention, the description of the use of the invention and the drawings and the description associated with the drawings.

本発明の対象のさらなる利点及び有利な実施形態を図面に示し、以下の記載において説明する。但し、これらの図面は単なる説明のためのものであり、如何なる形態においても本発明を制限することを想定したものではないことに注意されたい。   Further advantages and advantageous embodiments of the object of the invention are shown in the drawings and explained in the following description. However, it should be noted that these drawings are merely illustrative and are not intended to limit the present invention in any way.

ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分からなる基材によって製造された、本発明の円筒型の固体酸化物型電池の1つの実施形態の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a cylindrical solid oxide battery of the present invention manufactured with a substrate composed of components that form a porous ceramic material with gas permeability. FIG. 焼結工程中に無灰に完全燃焼可能な材料が完全燃焼する前における、無灰に完全燃焼可能な材料からなる基材によって製造された、本発明の円筒型の固体酸化物型電池の1つの実施形態の概略断面図である。One of the cylindrical solid oxide batteries of the present invention produced by a substrate made of an ashless and completely combustible material before the ashless and completely combustible material is completely burned during the sintering process. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment.

図1及び図2は、円筒型の固体酸化物型電池10、例えば固体酸化物型燃料電池(SOFC)を図示している。固体酸化物型電池10は、機能層システムアセンブリ11a,11a’,11b,11b’,11c,11c’の形態の電極アセンブリ11を有する。電極アセンブリ11は、負極層11a,11a’と、正極層11b,11b’と、負極層11a,11a’と正極層11b,11b’との間に形成された電解質層11c,11c’とを含む。負極層11a,11a’は、複数の負極領域11aを含み、これらの負極領域11aは、電気絶縁性かつイオン絶縁性の領域11a’を介して相互に離隔されている。正極層11b,11b’は、複数の正極領域11bを含み、これらの正極領域11bも、電気絶縁性かつイオン絶縁性の領域11b’を介して相互に離隔されている。電解質層11c,11c’は、複数の電解質領域11cを含み、これらの電解質領域11cは、導電性かつイオン絶縁性の領域11c’(インターコネクタ領域)を介して相互に離隔されている。   1 and 2 illustrate a cylindrical solid oxide cell 10, for example, a solid oxide fuel cell (SOFC). The solid oxide cell 10 has an electrode assembly 11 in the form of functional layer system assemblies 11a, 11a ', 11b, 11b', 11c, 11c '. The electrode assembly 11 includes negative electrode layers 11a and 11a ′, positive electrode layers 11b and 11b ′, and electrolyte layers 11c and 11c ′ formed between the negative electrode layers 11a and 11a ′ and the positive electrode layers 11b and 11b ′. . The negative electrode layers 11a and 11a 'include a plurality of negative electrode regions 11a, and these negative electrode regions 11a are separated from each other via an electrically insulating and ion insulating region 11a'. The positive electrode layers 11b and 11b 'include a plurality of positive electrode regions 11b, and these positive electrode regions 11b are also separated from each other via electrically insulating and ion insulating regions 11b'. The electrolyte layers 11c and 11c 'include a plurality of electrolyte regions 11c, and these electrolyte regions 11c are separated from each other via a conductive and ion insulating region 11c' (interconnector region).

図1及び図2はさらに、負極領域11aと、正極領域11bと、電解質領域11cとが相互にずらされて構成されている様子を図示している。ここではそれぞれ、或る1つの負極・電解質・正極・ユニット11a,11c,11bの負極領域11aが、電解質層11c、11c’の導電性かつイオン絶縁性の領域11c’を介して、隣接する別の1つの負極・電解質・正極・ユニット11a,11c,11bの正極領域11bに導電的に接続されている。このようにして、直システム接続された複数の負極・電解質・正極・ユニット11a,11c,11bからなる各ストランドが形成される(左側及び右側を参照)。図示した断面平面の外側においては、これらのストランド(左側及び右側)同士を、電気絶縁性かつイオン絶縁性の1つ又は複数の領域を介して相互に離隔させることができる。   1 and 2 further illustrate a state in which the negative electrode region 11a, the positive electrode region 11b, and the electrolyte region 11c are configured to be shifted from each other. Here, the negative electrode region 11a of a certain negative electrode / electrolyte / positive electrode / unit 11a, 11c, 11b is adjacent to each other via the conductive and ion insulating region 11c ′ of the electrolyte layers 11c, 11c ′. Are electrically connected to the positive electrode region 11b of each of the negative electrode, electrolyte, positive electrode, and units 11a, 11c, and 11b. In this way, each strand composed of a plurality of negative electrodes, electrolytes, positive electrodes, and units 11a, 11c, and 11b connected in a direct system is formed (see the left and right sides). Outside the cross-sectional plane shown, these strands (left and right) can be separated from each other via one or more regions that are electrically and ionically insulating.

図1及び図2はさらに、2つの異なるストランドの各負極・電解質・正極・ユニット11a,11c,11bの各負極領域11aが、負極材料からなる1つのリング導体11a”を介して相互に接続されることにより、これらのストランド(左側及び右側)同士が相互に導電的に接続されている様子を図示している。   1 and 2 further show that each negative electrode, electrolyte, positive electrode, and each negative electrode region 11a of the units 11a, 11c, and 11b of two different strands are connected to each other via a single ring conductor 11a "made of a negative electrode material. As a result, the strands (the left side and the right side) are illustrated as being electrically connected to each other.

図1及び図2の矢印Oは、酸素イオンがそれぞれ正極領域11bの1つから電解質領域11cを通って負極領域11aの1つへと到達し得る様子を図示している。図1及び図2の矢印eは、電流が、一方のストランドを通ってリング導体11a”へと流れ、そしてこのリング導体11a”と他方のストランドとを通って帰還することができるように、複数のインターコネクタ領域11c’と1つのリング導体11a”とによって、複数の負極・電解質・正極・ユニット11a,11c,11bを直システム接続させることができる様子を図示している。このようにして有利には、電気的な配線を電池の片側において実施することができる。図1及び図2は、電流が、負極材料11a及び/又は正極材料11b及び/又はインターコネクタ材料11c’を通って導かれ得る様子を図示している。 The arrows O 2 in FIGS. 1 and 2 illustrate how oxygen ions can each reach one of the negative electrode regions 11a from one of the positive electrode regions 11b through the electrolyte region 11c. The arrows e − in FIGS. 1 and 2 allow current to flow through one strand to the ring conductor 11a ″ and return through this ring conductor 11a ″ and the other strand. A state in which a plurality of negative electrodes / electrolytes / positive electrodes / units 11a, 11c, and 11b can be directly connected to each other by a plurality of interconnector regions 11c ′ and one ring conductor 11a ″ is illustrated. Advantageously, electrical wiring can be performed on one side of the battery, and Figures 1 and 2 show that current is conducted through the negative electrode material 11a and / or the positive electrode material 11b and / or the interconnector material 11c '. It shows how it can be done.

図1及び図2はさらに、機能層システム11a,11a’,11b,11b’,11c,11c’が、管形の支持体の中空円筒形の部分12の内側に被着されている様子を図示している。中空円筒形の部分12には正極層11b,11b’が当接しており、この中空円筒形の部分12は、不活性のガス透過性に多孔質の材料から形成されている。   1 and 2 further show that the functional layer systems 11a, 11a ′, 11b, 11b ′, 11c, 11c ′ are deposited inside the hollow cylindrical portion 12 of the tubular support. Show. The positive cylindrical layers 11b and 11b 'are in contact with the hollow cylindrical portion 12, and the hollow cylindrical portion 12 is formed of an inert gas-permeable porous material.

図1及び図2は、管形の支持体の一方の端部部分が、取り付け部分又は底部部分13として構成されており、他方の端部部分が、中空円筒形の中間部分12を閉鎖するキャップ部分14として構成されている様子を図示している。   FIGS. 1 and 2 show a cap in which one end part of a tubular support is configured as an attachment part or bottom part 13 and the other end part closes a hollow cylindrical intermediate part 12. A state of being configured as the portion 14 is illustrated.

これら2つの端部部分13,14は、場合によって不活性の、気密のセラミック材料から形成されている。   These two end portions 13, 14 are formed from an optionally inert, airtight ceramic material.

図1は、本発明の方法の1つの実施形態を図示しており、本実施形態においては、不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分からなる基材1に電極アセンブリ11を被着させ、不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分12によってフィルム加飾成形(film back molding)し、両成分1,12を、焼結によって不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料に変換させることにより電池を形成する。その結果、この形成された不活性のガス透過性に多孔質のセラミック基材1は、電極アセンブリ11上に残留する。図1は、不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料からなる射出成形成分12から形成された第1壁12と、不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料からなる基材1によって形成された第2壁1との間に、電極アセンブリ11が配置されている様子を図示している。電極アセンブリ11は、第1壁12と第2壁1とに、材料接続的に続いている。特に、第1壁12には正極層11b,11b’が接触しており、第2壁1には負極層11a,11a’が接触しているか、又は、その逆も可能である。図1は、第2壁1の壁厚さを、第1壁12の壁厚さよりも格段に薄くすることができる様子を図示している。   FIG. 1 illustrates one embodiment of the method of the present invention, in which an electrode assembly is applied to a substrate 1 comprising components that form a porous ceramic material having an inert gas permeability. 11 is applied and film back molding is performed by injection molding component 12 which forms a porous ceramic material having inert gas permeability, and both components 1 and 12 are inert by sintering. A battery is formed by converting into a porous ceramic material having a gas permeability of the following. As a result, the formed inert gas permeable porous ceramic substrate 1 remains on the electrode assembly 11. FIG. 1 shows a first wall 12 formed from an injection molding component 12 made of a porous ceramic material having inert gas permeability, and a substrate made of a porous ceramic material having inert gas permeability. 1 illustrates a state in which the electrode assembly 11 is disposed between the second wall 1 and the second wall 1. The electrode assembly 11 follows the first wall 12 and the second wall 1 in material connection. In particular, the positive electrode layers 11 b and 11 b ′ are in contact with the first wall 12, and the negative electrode layers 11 a and 11 a ′ are in contact with the second wall 1, or vice versa. FIG. 1 illustrates a state in which the wall thickness of the second wall 1 can be made much thinner than the wall thickness of the first wall 12.

以下、不活性の多孔質の支持体材料1を用いた実施形態をより詳細に説明する。本実施形態においては特に、十分な多孔性を有する層として、例えば内壁1としてチューブ12内に残留可能な基材1に、電極アセンブリ11が印刷される。このことは特に、テープ形又は管形の不活性の多孔質の支持体材料1に、スクリーン印刷技術を施すことによって実施することができる。このようにして有利には、特に、内側に電極を備える円筒型の固体酸化物型燃料電池(SOFC)を製造することができる。   Hereinafter, the embodiment using the inert porous support material 1 will be described in more detail. In this embodiment, in particular, the electrode assembly 11 is printed on the substrate 1 that can remain in the tube 12 as the inner wall 1 as a layer having sufficient porosity. This can in particular be carried out by subjecting the inert porous support material 1 in the form of a tape or tube to screen printing techniques. In this way, in particular, a cylindrical solid oxide fuel cell (SOFC) with electrodes on the inside can be produced in particular.

本実施例においては特に、例えばフォルステライト、AlMgスピネル又はドーピングされたZrOのようなチューブ12のための壁材料から、例えばテープ形の注型されたシート、特にグリーンシートを製造することができるか、又は、押出成形されたスリーブ又は管1を製造することができる。このシート(グリーンシート、テープ)又はスリーブ(管)1には、スクリーン印刷技術によって機能層11a,11a’,11b,11b’,11c,11c’を印刷することができる。機能層アセンブリ11a,11a’,11b,11b’,11c,11c’は、フィルム加飾成形によって射出工程中に直接、例えばフォルステライト製のグリーンボディ12に固着させることができ、これによって有利には、製造工程数を削減することができる。焼結工程中に、シート(テープ)又はスリーブ(管)1の不活性の多孔質の材料は、機能層アセンブリ11a,11a’,11b,11b’,11c,11c’に、特に負極11aに材料接続的に結合し、そして、例えば水素を通過させて負極11aへと拡散させることが可能な内壁1として残留する。 In this example in particular, a cast sheet, for example in the form of a tape, in particular a green sheet, can be produced from a wall material for the tube 12, such as forsterite, AlMg spinel or doped ZrO 2. Alternatively, an extruded sleeve or tube 1 can be produced. Functional layers 11a, 11a ′, 11b, 11b ′, 11c, and 11c ′ can be printed on the sheet (green sheet, tape) or sleeve (tube) 1 by screen printing technology. The functional layer assemblies 11a, 11a ′, 11b, 11b ′, 11c, 11c ′ can be fixed directly to the green body 12 made of forsterite, for example, directly during the injection process by means of film decoration, thereby advantageously The number of manufacturing processes can be reduced. During the sintering process, the inert porous material of the sheet (tape) or sleeve (tube) 1 is the material in the functional layer assemblies 11a, 11a ′, 11b, 11b ′, 11c, 11c ′, in particular the negative electrode 11a. It remains connected as an inner wall 1 that is connected in a connected manner and can be diffused, for example, through hydrogen into the negative electrode 11a.

上記方法は一般的に、例えばAlMgスピネルやドーピングされたZrO等のような全ての不活性材料に対して転用することができる。これらの材料からは、シート(テープ)又はスリーブ(押出成形された管)1を製造することができ、造孔剤によって焼結後に高多孔質の材料にすることができる。 The above method can generally be applied to all inert materials such as AlMg spinel, doped ZrO 2 and the like. From these materials, a sheet (tape) or a sleeve (extruded tube) 1 can be produced, which can be made into a highly porous material after sintering with a pore-forming agent.

機能層アセンブリ11のための基材材料として不活性材料からなるグリーンシート1を使用することの利点は、グリーンシート1が、平面印刷によって非常に良好に印刷可能であること、及び、例えば平面から曲面の射出成形金型コア、例えばCIMコア(CIM, Ceramic Injection Moulding:セラミック射出成形法)へと移動させる際にも、良好に取り扱い可能であるということにある。射出成形金型コア、例えばCIMコアへの位置決めは、真空によって非常に簡単に実施することができる。シート(テープ)1は高多孔質の内側層としてチューブ12内に残留するので、離型のための追加的な工程を省略することができ、離型工程による機能層アセンブリの損傷の危険性を格段に低減することができる。さらには、望ましくない残渣を回避することができる。   The advantage of using a green sheet 1 made of an inert material as a substrate material for the functional layer assembly 11 is that the green sheet 1 can be printed very well by flat printing and, for example, from a flat surface Also when moving to a curved injection mold core, for example, a CIM core (CIM, Ceramic Injection Molding), it can be handled well. Positioning on an injection mold core, for example a CIM core, can be performed very simply by vacuum. Since the sheet (tape) 1 remains in the tube 12 as a highly porous inner layer, an additional step for release can be omitted, and the risk of damage to the functional layer assembly due to the release step is reduced. It can be remarkably reduced. Furthermore, undesirable residues can be avoided.

シート(テープ)1を用いる他にも、例えばフォルステライト又はAlMgスピネル又はドーピングされたZrO等のような不活性のセラミックから、スリーブ(管)1を押出成形することも可能である。スリーブ(管)1には曲面印刷によって直接に印刷を施すことができ、特にスリーブ(管)1は、例えばCIMコアのような射出成形金型コアに直接に位置決め可能であるという利点を有する。この場合にもスリーブ1は、内壁1としてチューブ12内に残留することができる。そうして例えば水素のようなガスが、多孔質の内壁1を通過して例えば負極11aへと拡散し得る。 In addition to using the sheet (tape) 1, it is also possible to extrude the sleeve (tube) 1 from an inert ceramic such as forsterite or AlMg spinel or doped ZrO 2 . The sleeve (tube) 1 can be directly printed by curved printing, and in particular, the sleeve (tube) 1 has the advantage that it can be directly positioned on an injection mold core such as a CIM core. In this case as well, the sleeve 1 can remain in the tube 12 as the inner wall 1. Thus, a gas such as hydrogen can diffuse through the porous inner wall 1 to the negative electrode 11a, for example.

このようにして有利には、内側に電極アセンブリ11を備える円筒型のSOFC電池を製造することができる。この電極アセンブリ11は、特にスクリーン印刷によって、上に挙げた不活性材料からなるグリーンシート1に、又は、上に挙げた不活性材料からなる押出成形されたスリーブ1に印刷することができる。電極アセンブリ11が被着されたスリーブ1又は射出成形コアを、射出成形金型、特にCIM金型の中へと挿入することにより、インサート成形することができる。シート(テープ)又はスリーブ(管)1は、射出成形工程後、チューブ12内に残留することができる。焼結工程中に、シート(テープ)又はスリーブ(管)内に存在している造孔剤を完全燃焼させることができ、例えば水素を通過させて負極11aへと到達させることが可能な、不活性の多孔質の層を、チューブ12の内部に残留させることができる。   In this way, advantageously, a cylindrical SOFC battery with the electrode assembly 11 inside can be produced. This electrode assembly 11 can be printed, in particular by screen printing, on a green sheet 1 made of the inert material listed above or on an extruded sleeve 1 made of the inert material listed above. Insert molding can be performed by inserting the sleeve 1 or the injection-molded core to which the electrode assembly 11 is attached into an injection mold, particularly a CIM mold. The sheet (tape) or sleeve (tube) 1 can remain in the tube 12 after the injection molding process. During the sintering process, the pore former present in the sheet (tape) or sleeve (tube) can be completely burned, for example, hydrogen can be passed through to reach the negative electrode 11a. An active porous layer can remain inside the tube 12.

この着想によれば特に、電極アセンブリ11と多孔質のチューブ12とを例えば1100℃〜1300℃の温度で共に焼結させる、唯1回の焼結工程を実施することができる。   In particular, according to this idea, only one sintering step can be performed in which the electrode assembly 11 and the porous tube 12 are sintered together at a temperature of 1100 ° C. to 1300 ° C., for example.

セラミックの管12には正極11bを、特に材料接続的に続かせることができ、焼結工程後も十分な多孔性を維持することが可能である。負極11aは、内側に設けられる不活性の多孔質の層1又は管に、特に材料接続的に続かせることができる。   The ceramic tube 12 can be followed by a positive electrode 11b, particularly in material connection, and can maintain sufficient porosity after the sintering process. The negative electrode 11a can be connected in particular to the inert porous layer 1 or tube provided on the inside in a material connection.

特に、機能層アセンブリ11のための基材1として、例えばフォルステライトをベースにした不活性の多孔質のグリーンシート又は押出成形されたスリーブを使用することができ、このグリーンシート又は押出成形されたスリーブ1に、曲面スクリーン印刷によって電極アセンブリ11が印刷される。チューブ12は、例えばフォルステライトのような不活性の多孔質の材料からなる、フィルム加飾成形によって製造された、いわゆるCIM(セラミック射出成形)されたチューブとすることができる。   In particular, it is possible to use, for example, an inert porous green sheet or an extruded sleeve based on forsterite as the substrate 1 for the functional layer assembly 11, this green sheet or extruded An electrode assembly 11 is printed on the sleeve 1 by curved screen printing. The tube 12 may be a so-called CIM (ceramic injection molded) tube made of an inert porous material such as forsterite and manufactured by film decorative molding.

図2は、本発明の方法の1つの実施形態を図示しており、本実施形態においては、無灰に完全燃焼可能な材料からなる基材1に電極アセンブリ11を被着させ、不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分12によってフィルム加飾成形し、当該成分12を、焼結によって不活性のガス透過性を有する多孔質のセラミック材料へと変換させることにより電池を形成する。基材1は、焼結前であれば電極アセンブリ11を覆うことが可能である。しかしながら本実施形態においては、基材は焼結によって完全に除去されるので、電極アセンブリ11、特に負極層11a,11a”の内側は露出される(図2には図示せず)。   FIG. 2 illustrates one embodiment of the method of the present invention, in which an electrode assembly 11 is deposited on a substrate 1 made of an ashless, fully combustible material and is inert. Film decoration molding by injection molding component 12 forming a porous ceramic material having gas permeability, and converting the component 12 into a porous ceramic material having inert gas permeability by sintering. To form a battery. The substrate 1 can cover the electrode assembly 11 before sintering. However, in this embodiment, since the substrate is completely removed by sintering, the inside of the electrode assembly 11, particularly the negative electrode layers 11a and 11a ″, is exposed (not shown in FIG. 2).

以下、無灰に完全燃焼可能な支持体材料1を用いた実施形態をより詳細に説明する。本実施形態においては特に、焼結工程中に無灰かつ無残渣に完全燃焼する基材1に、電極アセンブリ11が印刷される。このことは特に、テープ形又は管形の無灰に完全燃焼可能な支持体材料1に、スクリーン印刷技術を施すことによって実施することができる。このようにして有利には、特に、内側に電極アセンブリ11aを備える円筒型の固体酸化物型燃料電池(SOFC)を製造することができる。   Hereinafter, the embodiment using the support material 1 capable of burning completely without ash is described in more detail. In this embodiment, in particular, the electrode assembly 11 is printed on the base material 1 that burns completely in an ashless and residue-free manner during the sintering process. This can in particular be carried out by applying a screen printing technique to the tape- or tube-shaped ashless, fully combustible support material 1. In this way, it is possible in particular to produce a cylindrical solid oxide fuel cell (SOFC) with an electrode assembly 11a on the inside.

本実施形態においては特に、例えばカーボンブラック及び/又はセルロース及び/又はデンプンのような無灰に完全燃焼可能な材料から、支持体シート又は押出成形された管1を製造することができる。このシート又は管1には、例えばスクリーン印刷技術によって機能層11a,11a’,11b,11b’,11c,11c’を印刷することができる。機能層アセンブリ11a,11a’,11b,11b’,11c,11c’は、フィルム加飾成形によって射出工程中に直接、例えばフォルステライト製のグリーンボディ12に固着させることができ、これによって有利には、製造工程数を削減することができる。基材材料1は、焼結工程中に無残渣に焼失させることができる。従って有利には、多孔質の負極層11aを露出させることができ、又は、多孔質の負極層11aを第1機能層としてチューブ内に存在させることができる。このチューブ内では、例えば燃焼ガス雰囲気を生成することができる。   In this embodiment, in particular, the support sheet or the extruded tube 1 can be produced from an ashless, completely combustible material such as carbon black and / or cellulose and / or starch. The functional layer 11a, 11a ', 11b, 11b', 11c, 11c 'can be printed on the sheet or tube 1 by, for example, a screen printing technique. The functional layer assemblies 11a, 11a ′, 11b, 11b ′, 11c, 11c ′ can be fixed directly to the green body 12 made of forsterite, for example, directly during the injection process by means of film decoration, thereby advantageously The number of manufacturing processes can be reduced. The base material 1 can be burned off in a residue-free manner during the sintering process. Therefore, advantageously, the porous negative electrode layer 11a can be exposed, or the porous negative electrode layer 11a can be present in the tube as the first functional layer. In this tube, for example, a combustion gas atmosphere can be generated.

機能層アセンブリ11のために無灰に完全燃焼可能な支持体シート1を使用することの利点は、支持体シート1が、平面印刷によって非常に良好に印刷可能であること、及び、例えば平面から曲面の射出成形金型コアへと、例えばCIMコアへと移動させる際にも、良好に取り扱い可能であるということにある。射出成形金型コア、例えばCIMコアへの位置決めは、真空によって非常に簡単に実施することができる。シート1は焼結中に無灰に完全燃焼させることができるので、電極アセンブリ11上に残渣は残り得ない。   The advantages of using an ashless and completely combustible support sheet 1 for the functional layer assembly 11 are that the support sheet 1 can be printed very well by flat printing and, for example, from a flat surface Also when moving to a curved injection mold core, for example, to a CIM core, it can be handled well. Positioning on an injection mold core, for example a CIM core, can be performed very simply by vacuum. Since the sheet 1 can be completely burned ashless during sintering, no residue can remain on the electrode assembly 11.

シート1を用いる他にも、無灰に完全燃焼可能な材料(例えばカーボンブラック、セルロース、デンプン)から、スリーブ1を押出成形することも可能である。スリーブ1には曲面印刷によって直接に印刷を施すことができ、特にスリーブ1は、例えばCIMコアのような射出成形金型コアに直接に位置決め可能であるという利点を有する。スリーブ1は、機能層アセンブリ11のための内壁1として使用され、焼結工程中に無残渣に完全燃焼することができる。   In addition to using the sheet 1, it is also possible to extrude the sleeve 1 from an ashless and completely combustible material (for example, carbon black, cellulose, starch). The sleeve 1 can be directly printed by curved printing, and in particular the sleeve 1 has the advantage that it can be positioned directly on an injection mold core such as a CIM core. The sleeve 1 is used as the inner wall 1 for the functional layer assembly 11 and can burn completely without residue during the sintering process.

このようにして有利には、内側に電極アセンブリ11を備える円筒型のSOFC電池を製造することができる。この電極アセンブリ11は、特にスクリーン印刷によって、例えばカーボンブラック及び/又はセルロース及び/又はデンプンのような無灰に完全燃焼可能な材料からなるグリーンシート1に、又は、無灰に完全燃焼可能な不活性材料からなる押出成形されたスリーブ1に印刷することができる。電極アセンブリ11が被着されたスリーブ1又は射出成形コアを、射出成形金型、特にCIM金型の中へと挿入することにより、射出成形によって取り囲むことができる。シート(テープ)又はスリーブは焼結工程中に無残渣に完全燃焼するので、例えば負極11aを、チューブ12の内部で露出させること又は剥き出しにすることができる。   In this way, advantageously, a cylindrical SOFC battery with the electrode assembly 11 inside can be produced. This electrode assembly 11 can be applied, in particular by screen printing, to a green sheet 1 made of an ashless and completely combustible material such as carbon black and / or cellulose and / or starch or to an ashless and completely combustible material. It is possible to print on an extruded sleeve 1 made of active material. The sleeve 1 or injection-molded core with the electrode assembly 11 applied can be surrounded by injection molding by inserting it into an injection mold, in particular a CIM mold. Since the sheet (tape) or sleeve completely burns without residue during the sintering process, the negative electrode 11a can be exposed or exposed inside the tube 12, for example.

この着想によれば特に、電極アセンブリ11と多孔質のチューブ12とを例えば1100℃〜1300℃の温度で共に焼結させる、唯1回の焼結工程を実施することができる。   In particular, according to this idea, only one sintering step can be performed in which the electrode assembly 11 and the porous tube 12 are sintered together at a temperature of 1100 ° C. to 1300 ° C., for example.

セラミックの管12には正極11bを、特に材料接続的に続かせることができ、焼結工程後も十分な多孔性を維持することが可能である。電極アセンブリ11の基材1は、無残渣に焼失させることができる。   The ceramic tube 12 can be followed by a positive electrode 11b, particularly in material connection, and can maintain sufficient porosity after the sintering process. The substrate 1 of the electrode assembly 11 can be burned away without residue.

特に、機能層アセンブリ11のための基材1として、例えばカーボンブラック及び/又はセルロース及び/又はデンプンからなる無灰に完全燃焼可能な平面の支持体シート又は押出成形されたスリーブを使用することができ、この支持体シート又は押出成形されたスリーブ1に、スクリーン印刷によって電極アセンブリ11が印刷され、この支持体シート又は押出成形されたスリーブ1は、焼結工程中に無残渣に完全燃焼する。チューブ12は、例えばフォルステライトのような不活性の多孔質の材料からなる、フィルム加飾成形によって製造された、いわゆるCIM(セラミック射出成形)されたチューブとすることができる。   In particular, as a substrate 1 for the functional layer assembly 11, it is possible to use a flat support sheet or an extruded sleeve, for example ashless, completely combustible, consisting of carbon black and / or cellulose and / or starch. The electrode sheet 11 can be printed on the support sheet or the extruded sleeve 1 by screen printing, and the support sheet or the extruded sleeve 1 burns completely without residue during the sintering process. The tube 12 may be a so-called CIM (ceramic injection molded) tube made of an inert porous material such as forsterite and manufactured by film decorative molding.

Claims (15)

円筒型の固体酸化物型電池(10)を製造する方法であって、
a)ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分から形成された基材(1)、又は、無灰に完全燃焼可能な材料から形成された基材(1)を準備するステップと、
b)前記基材(1)に電極アセンブリ(11)を被着させるステップと、
c)前記電極アセンブリ(11)を備える前記基材(1)を射出成形金型のキャビティの中に挿入することにより、前記電極アセンブリ(11)で、中空円筒形の中空室を画定するステップと、
d)管形の前記中空室の中に射出成形成分(12)を射出するステップと、
e)射出成形体(12)を焼結させ、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料(1)を形成する前記成分(1)を、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料に変換させるか、又は、前記無灰に完全燃焼可能な材料を完全燃焼させるステップと、
を有し、
前記電極アセンブリ(11)は、負極層(11a,11a’)と、正極層(11b,11b’)と、前記負極層(11a,11a’)と前記正極層(11b,11b’)との間に形成された電解質層(11c,11c’)とを含み、隣接する負極・電解質・正極・ユニット(11a,11c,11b)の間において前記電解質層(11c,11c’)のみがインターコネクタ領域(11c’)を含む、
ことを特徴とする、円筒型の固体酸化物型電池を製造する方法。
A method for producing a cylindrical solid oxide battery (10), comprising:
a) providing a substrate (1) formed from a component that forms a porous ceramic material having gas permeability or a substrate (1) formed from an ashless and completely combustible material; ,
b) attaching an electrode assembly (11) to the substrate (1);
c) defining a hollow cylindrical hollow chamber in the electrode assembly (11) by inserting the substrate (1) comprising the electrode assembly (11) into a cavity of an injection mold; ,
d) injecting an injection molding component (12) into the tubular hollow chamber;
e) Sintering the injection-molded body (12) to convert the component (1) forming the gas permeable porous ceramic material (1) into a gas permeable porous ceramic material. Or completely burning the ashless, completely combustible material;
Have
The electrode assembly (11) includes a negative electrode layer (11a, 11a ′), a positive electrode layer (11b, 11b ′), a negative electrode layer (11a, 11a ′), and a positive electrode layer (11b, 11b ′). Between the adjacent negative electrode / electrolyte / positive electrode / unit (11a, 11c, 11b), only the electrolyte layer (11c, 11c ′) is an interconnector region (11c, 11c ′). 11c ′),
A method for producing a cylindrical solid oxide battery.
前記負極層(11a,11a’)は、電気絶縁性かつイオン絶縁性の領域(11a’)を介して相互に離隔された複数の負極領域(11a)を含み、
前記正極層(11b,11b’)は、電気絶縁性かつイオン絶縁性の領域(11b’)を介して相互に離隔された複数の正極領域(11b)を含み、
前記電解質層(11c,11c’)は、前記インターコネクタ領域(11c’)としての導電性かつイオン絶縁性の領域(11c’)を介して相互に離隔された複数の電解質領域(11c)を含み、
前記負極層(11a,11a’)の電気絶縁性かつイオン絶縁性の領域(11a’)と、前記正極層(11b,11b’)の電気絶縁性かつイオン絶縁性の領域(11b’)と、前記電解質層(11c,11c’)の前記導電性かつイオン絶縁性の領域(11c’)とは、少なくとも部分的に重なっている、
ことを特徴とする、請求項1記載の方法。
The negative electrode layer (11a, 11a ′) includes a plurality of negative electrode regions (11a) separated from each other via an electrically insulating and ion insulating region (11a ′),
The positive electrode layer (11b, 11b ′) includes a plurality of positive electrode regions (11b) separated from each other via an electrically insulating and ion insulating region (11b ′),
The electrolyte layer (11c, 11c ′) includes a plurality of electrolyte regions (11c) separated from each other via a conductive and ion insulating region (11c ′) as the interconnector region (11c ′). ,
An electrically insulating and ionic insulating region (11a ′) of the negative electrode layer (11a, 11a ′), an electrically insulating and ionic insulating region (11b ′) of the positive electrode layer (11b, 11b ′), and At least partially overlaps the conductive and ion insulating region (11c ′) of the electrolyte layer (11c, 11c ′),
The method according to claim 1, wherein:
前記ステップe)において、
少なくとも、前記射出成形成分(12)と、前記電極アセンブリ(11)とを、共に焼結させる
ことを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
In step e),
3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that at least the injection molding component (12) and the electrode assembly (11) are sintered together.
前記ステップb)において、
前記基材に、前記電極アセンブリ(11)をスクリーン印刷によって印刷する、
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項記載の方法。
In step b)
Printing the electrode assembly (11) on the substrate by screen printing;
The method according to claim 1, characterized in that:
前記ステップc)において、
前記電極アセンブリ(11)を備える前記基材(1)は、中空円筒形状を有するか又は中空円筒形状にされており、
前記電極アセンブリ(11)の印刷が施された中空円筒形の前記基材(1)の外側の周面又は内側の周面が、前記電極アセンブリ(11)によって構成されており、
前記電極アセンブリ(11)によって構成された前記外側の周面又は内側の周面により、前記管形の中空室が画定される、
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項記載の方法。
In step c)
The substrate (1) comprising the electrode assembly (11) has a hollow cylindrical shape or is formed into a hollow cylindrical shape,
The outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the hollow cylindrical base material (1) on which the electrode assembly (11) is printed is constituted by the electrode assembly (11),
The tube-shaped hollow chamber is defined by the outer peripheral surface or the inner peripheral surface constituted by the electrode assembly (11).
5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that
前記基材(1)は、注型されたシート又は押出成形されたスリーブ又は射出成形されたスリーブである
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項記載の方法。
6. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate (1) is a cast sheet or an extruded sleeve or an injection-molded sleeve.
ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する前記成分(1)は、電極又は電解質として使用されない、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する成分である
ことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項記載の方法。
The component (1) for forming a porous ceramic material having gas permeability is a component for forming a porous ceramic material having gas permeability that is not used as an electrode or an electrolyte. Item 7. The method according to any one of Items 1 to 6.
前記ステップa)に基づく、ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する前記成分(1)は、フォルステライト、アルミニウムマグネシウム・スピネル及び/又はドーピングされた二酸化ジルコニウムを含むか、
又は、
前記無灰に完全燃焼可能な材料(1)は、元素状炭素と、天然ポリマーと、これらの組み合わせと、からなるグループから選択されており、
前記無灰に完全燃焼可能な材料(1)は、カーボンブラック及び/又はデンプン及び/又はセルロースである
ことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項記載の方法。
Said component (1) forming a porous ceramic material with gas permeability according to said step a) comprises forsterite, aluminum magnesium spinel and / or doped zirconium dioxide,
Or
The ashless and completely combustible material (1) is selected from the group consisting of elemental carbon, natural polymers, and combinations thereof,
8. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ashless and completely combustible material (1) is carbon black and / or starch and / or cellulose.
前記元素状炭素は、カーボンブラックである
ことを特徴とする、請求項8記載の方法。
The method of claim 8, wherein the elemental carbon is carbon black.
前記天然ポリマーは、セルロース及び/又はデンプンである
ことを特徴とする、請求項8又は9記載の方法。
10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the natural polymer is cellulose and / or starch.
前記ステップd)において、
ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する射出成形成分(12)を使用する
ことを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項記載の方法。
In step d)
11. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that an injection molding component (12) is used which forms a porous ceramic material with gas permeability.
前記ステップd)における前記射出成形成分(12)は、フォルステライト、アルミニウムマグネシウム・スピネル及び/又はドーピングされた二酸化ジルコニウムを含む
ことを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項記載の方法。
12. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection molding component (12) in step d) comprises forsterite, aluminum magnesium spinel and / or doped zirconium dioxide. .
ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する前記成分(1)を、前記射出成形成分(12)としても使用する
ことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項記載の方法。
13. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said component (1) forming a porous ceramic material with gas permeability is also used as said injection molding component (12). .
円筒型の固体酸化物型電池(10)は、燃料電池である、
ことを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項記載の方法。
The cylindrical solid oxide cell (10) is a fuel cell.
14. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that
前記射出成形成分(12)としても使用される前記ガス透過性を有する多孔質のセラミック材料を形成する前記成分(1)は、電極又は電解質として使用されない材料である
ことを特徴とする、請求項13記載の方法。
The component (1) forming the porous ceramic material having gas permeability used also as the injection molding component (12) is a material that is not used as an electrode or an electrolyte. 13. The method according to 13.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015217944A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Electrochemical cell and method for producing an electrochemical cell

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06103990A (en) * 1992-09-18 1994-04-15 Ngk Insulators Ltd Solid electrolytic type fuel cell and manufacture thereof
JPH09129258A (en) * 1995-11-02 1997-05-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Cylindrical electrolyte cell
JPH09199138A (en) 1996-01-19 1997-07-31 Toyota Motor Corp Manufacture of electrode for fuel cell or electrode electrolytic film bonding body, and electrode for fuel cell
US5832208A (en) 1996-09-05 1998-11-03 Cheyenne Software International Sales Corp. Anti-virus agent for use with databases and mail servers
JP3367881B2 (en) * 1997-11-18 2003-01-20 三菱重工業株式会社 Electrolysis cell
DE19801440C2 (en) 1998-01-16 2001-08-16 Forschungszentrum Juelich Gmbh Inexpensive method for producing an electrode-electrolyte unit
AU3722499A (en) * 1998-05-16 1999-12-06 Secretary Of State For Defence, The Multi-element fuel cell system
US6383350B1 (en) * 2000-07-26 2002-05-07 Northrop Grumman Corporation Thin film modular electrochemical apparatus and method of manufacture therefor
FR2820055B1 (en) * 2001-01-26 2003-03-21 Air Liquide STRUCTURES-MICROSTRUCTURES OF CERAMIC MEMBRANE CONDUCTING ION OXIDE FOR THE PRODUCTION OF OXYGEN UNDER HIGH PRESSURE
ITTO20010566A1 (en) 2001-06-12 2002-12-12 Matrix Spa COMBUSTIBLE GAS SUPPLY DEVICE FOR AN ENDOTHERMAL ENGINE.
CA2466262A1 (en) * 2001-11-06 2003-05-15 Freedom Cell Power Corporation Fuel cell element
US6824907B2 (en) * 2002-01-16 2004-11-30 Alberta Reasearch Council, Inc. Tubular solid oxide fuel cell stack
US6893762B2 (en) * 2002-01-16 2005-05-17 Alberta Research Council, Inc. Metal-supported tubular micro-fuel cell
DE10207864B4 (en) * 2002-02-23 2004-03-11 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Tubular fuel cell
US7575821B2 (en) * 2002-06-11 2009-08-18 General Electric Company Interconnect supported fuel cell assembly and preform
US6998187B2 (en) * 2003-08-07 2006-02-14 Nanodynamics, Inc. Solid oxide fuel cells with novel internal geometry
JP4761104B2 (en) * 2004-05-13 2011-08-31 独立行政法人産業技術総合研究所 Cylindrical fuel cell
JP5061440B2 (en) * 2005-09-08 2012-10-31 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell manufacturing method and fuel cell manufacturing apparatus
CN101359746B (en) * 2008-09-19 2012-04-11 中国科学院上海硅酸盐研究所 Large size tubular solid oxide fuel cell and preparation thereof
US8173322B2 (en) * 2009-06-24 2012-05-08 Siemens Energy, Inc. Tubular solid oxide fuel cells with porous metal supports and ceramic interconnections
DE102010001005A1 (en) * 2010-01-19 2011-07-21 Robert Bosch GmbH, 70469 Method for producing a SOFC fuel cell
US20110195334A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Adaptive Materials, Inc. Fuel cell stack including interconnected fuel cell tubes
DE102010001988A1 (en) * 2010-02-16 2011-08-18 Robert Bosch GmbH, 70469 Electrolyte-supported tubular solid oxide fuel cell manufacturing method, involves producing tubular electrolyte body using injection molding process by injecting electrolyte mass into cavity in fluent state
US20140308601A1 (en) * 2011-04-01 2014-10-16 Toto Ltd. Method for producing cerium-based composite oxide, solid oxide fuel cell, and fuel cell system
DE102011109844B3 (en) * 2011-08-09 2012-11-15 Robert Bosch Gmbh Fuel cell and fuel cell assembly
DE102011081553A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Robert Bosch Gmbh Inert supported tubular fuel cell
DE102011081536A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Robert Bosch Gmbh Ceramic composition

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