JP7326317B2 - 封止材料 - Google Patents
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Description
(a)化学的剥離バーミキュライトと、
(b)充填剤と、
(c)不溶性炭酸塩とを含むガスケットのための封止材料が提供される。
(a)化学的剥離バーミキュライトと、
(b)充填剤と、
(c)不溶性炭酸塩と、
(d)液体キャリアとを含む。
(a)化学的剥離バーミキュライトと、
(b)充填剤と、
(c)不溶性炭酸塩とを含む。
本発明の第4の態様によると、本発明の第3の態様による1つ又は複数のガスケットを含む固体酸化物セル又は固体酸化物セル成分が提供される。好ましくは、固体酸化物セルはSOFC又はSOECである。
有利には、本発明の複合材における不溶性炭酸塩の使用は腐蝕の低減をもたらすことが驚くべきことに見出された。さらに、燃料セルの腐蝕の低減は、複合材の他の性質を低下させずに達成され得、例えば複合材は、許容範囲の漏出率及びSOFCの他の成分との相容性を有するガスケットに形成され得る。
不溶性炭酸塩は、25℃の水中で0.1g/ml未満の水への溶解度を有することができる。
不溶性炭酸塩は、封止材料/組成物/シート/箔/ガスケット/コア層としてであるかどうかに関わらず複合材中に、乾燥複合材の1~15%w/wの量で存在することができる。好ましくは、乾燥複合材の2~15%w/w又は3~15%w/wの量で、最も好ましくは4~15%w/w、特に、5~12%w/wの量で存在することができる。
例えば、Malvern Mastersizer(商標)を用いて光の散乱によって定量される不溶性炭酸塩のd50平均粒度は、0.5~50μm、例えば1~25μm、例えば1.5~15μm又は2~10μmであり得る。
化学的剥離バーミキュライト(CEV)は、バーミキュライト鉱石を処理する工程と、それを水中で膨潤させる工程とによって形成される。1つの可能な調製方法において、鉱石を飽和塩化ナトリウム溶液で処理して、マグネシウムイオンをナトリウムイオンと交換し、次いでn-ブチル塩化アンモニウムを用いてナトリウムイオンをn-ブチルアンモニウムイオンで置き換える。或いは、鉱石は、一段階プロセスにおいて飽和クエン酸リチウム溶液で処理され得る。水による処理された鉱石の洗浄時に膨潤が起こる。次に、膨潤した材料を典型的には高剪断に供して、非常に細かい(通常50μm未満の直径を有する)バーミキュライト粒子の水性懸濁液を製造する。他の化学処理剤は当業者に公知である。
好ましくは、本発明の任意の態様の充填剤は不活性充填剤である。不活性充填剤とは、本発明の複合封止材料/組成物/シート/箔/ガスケット/コア層中のバインダーとして有効ではないこと及び/又は本発明のガスケットの適用において一般的に化学的に不活性であることを意味する。好適には、充填剤は非吸湿性であり、水と非反応性であり、及び/又は強化性ではない。
板状充填剤には、タルクの他、バーミキュライト及びマイカの他の形態が含まれる。バーミキュライトの他の形態には、熱剥離バーミキュライトが含まれる。好ましくは、充填剤は粉砕される。適した粒状充填剤には、非晶質シリカ及び石英シリカが含まれる。好ましくは、充填剤は板状充填剤であるか又はこれを含む。好ましくは、充填剤又は粒状充填剤は、炭酸カルシウムではないか又はこれを含有せず、より好ましくは、不溶性炭酸塩ではないか又はこれを含有しない。
充填剤は任意の適したモース硬度を有することができる。充填剤のモース硬度は3未満、好ましくは2.5未満又は2未満、より好ましくは1.5未満であり得る。好適には、充填剤のモース硬度は不溶性炭酸塩のモース硬度より小さい。好適には不溶性炭酸塩のモース硬度は少なくとも3である。
任意選択により、更なる添加剤は、複合材の0~8%w/w、より典型的には、0~5%w/w、最も典型的には、0~3%w/wの範囲で本発明の任意の態様の複合材中に存在することができる。
CEV、充填剤及び不溶性炭酸塩の組み合わせたレベルは、複合材の100%w/wを超えず、他の添加剤の存在下で90%w/wから、好適には92%w/wから、より好適には、93%w/wから、最も好適には、95又は97%w/wからであり得、上記の範囲で選択されるレベルはそれに応じて組み合わせられるのがよいことは理解されよう。
本発明の第1の態様による複合封止材料を形成するのに使用するための組成物は好ましくは、液体キャリアを含む。液体キャリアは好ましくは水である。
本発明のガスケットは、第1及び第2のコーティング層を含むことができる。コーティング層はSOFC又はSOECの合せ面をハーメチック封止することができ、ガスケットのコア層に接合することができる。コーティング層は合せ面の表面欠陥に対処するように好適に使用可能であり、したがって直接の漏出経路を実質的に封止するように作用する。さらに、コーティング層の1つ又は複数がコア層に直接隣接して配置されるとき、コーティング層はコア層材料の表面欠陥に対処するように作用することができ、したがってまた、コア層内の直接の漏出経路を実質的に封止する。したがって、コア層とコーティング層は一緒に接合されるのが好ましい。それ故、好ましくはコーティング層は、好ましくは、コア層を直接コートしてコア層の向かい合った対向表面上に隣接第1及び第2コートを形成することによって、コア層と接触しているようにガスケット内に配置される。表面欠陥及び縦じわが本発明のコア層の表面上に典型的には存在するため、本発明のコーティング層は特に有利である。
コーティング組成物の複数のコートを適用することができるが、ガスケット内のそれぞれのコーティング層のために好ましくはコーティング組成物のただ1つのコートが適用される。
コーティングの単位面積当たりの重量(mg/cm2)は、コーティングの性質及びガスケットに適用されるコーティングの厚さに依存するが、典型的には、有機物の燃焼除去の後に0.2~8mg/cm2の範囲である。
封止材料/シート/箔の特性
好ましくは封止材料/シート/箔/ガスケット/コア層の複合材は圧縮可能である、典型的には、その対向表面に垂直な方向に圧縮可能である。好適には、コア層は、より低い温度で、特に、コーティングのガラス転移温度より低い温度でコーティングよりも圧縮可能である。
SOFC又はSOECの合せ面は、同一であるか又は異なる材料から形成され得る。好ましくは、合せ面は金属又はセラミックから形成される。最も好ましくは、合せ面は高温フェライト鋼などの鋼から形成される。適したステンレス鋼は、900℃まで非常に安定しているクロム-マンガン酸化物層を形成するCrofer 22APU(商標)である。
本発明の第5の態様によると固体酸化物セル、特にSOFC又はSOECの、特にその金属表面上、より詳しくは、その鋼表面上での腐蝕を低減する本発明の第3の態様によるガスケットの使用が提供される。
本発明の第6の態様によると固体酸化物セル、特にSOFC又はSOEC中の、好適にはCEV複合封止材料中の腐蝕を低減するために固体酸化物セルのための封止材料における炭酸カルシウムなどの不溶性炭酸塩の使用が提供される。
本発明の第7の態様によると
a.化学的剥離バーミキュライト(CEV)を充填剤及び不溶性炭酸塩と混合してそれらの均質混合物を形成する工程と、
b.任意選択により、液体キャリア、典型的には水を添加する工程と、
c.任意選択により、シート又は箔を混合物から形成する工程と、
d.前記混合物を乾燥させる工程と、
e.任意選択により、ガスケット又はコア層をシート又は箔から形成する工程とを含む、本発明の第1~第6の態様のいずれかによる封止材料/組成物/シート/箔/ガスケット/コア層の製造方法が提供される。
形成された複合材は圧密され得、このような圧密は使用前に実施され得る。或いは、圧密は、シート又は箔からのガスケット又はコア層のカッティングなど、成形中に実施され得る。圧密は、複合材の結合性を場合によっては強化し、性能を改良する。典型的には、圧密されていない複合材の密度は0.9g/cm3~1.5g/cm3;より好ましくは1.0g/cm3~1.4g/cm3、より好ましくは1.1g/cm3~1.3g/cm3である。適した圧密圧力は、1.0-2.1g/cm3、より好ましくは1.2g/cm3~2.0g/cm3、最も好ましくは1.6g/cm3~1.9g/cm3の範囲の密度の複合材料をもたらす。
a.本発明の第1又は第3の態様によるコア層、シート又は箔の対向表面のそれぞれの上にガラス又はガラス-セラミック層をコートする工程と、
b.燃料セル内のコートされたガスケットを封止される合せ面の間に配置する工程と、
c.任意選択により、ガスケットを加熱して任意の残りの揮発性有機成分を除去する工程と、
d.任意選択により、ガスケットを加熱してコーティング層の焼結をもたらす工程と、
e.任意選択により、さらに加熱してコーティング層の湿潤をもたらす工程とを含む。
コーティング調合物の含有量及び比率は厚さ、付着性等、調合物の所望の性質に従って変更され得ることは当業者には明らかである。
本発明の第8の態様における熱処理工程c~eの条件は、使用されるコーティング組成物に依存する。熱処理は好ましくは、コーティング層がコア層の表面のいかなる欠陥にも対応するように最適化される。
a.ガラス又はガラス-セラミック層を封止される合せ面のそれぞれの上にコートする工程と、
b.本発明の第1又は第3の態様によるコア層、シート又は箔をコートされた封止される合せ面の間に配置する工程と、
c.コートされた表面と挟まれたコア層とを一緒に合わせる工程と、
d.任意選択により、ガスケットを加熱して任意の残りの揮発性有機成分を除去する工程と、
e.任意選択により、ガスケットを加熱してコーティング層の焼結をもたらす工程と、
f.任意選択により、さらに加熱してコーティング層の湿潤をもたらす工程とを含む、本発明の第3の態様によるガスケットを製造するための方法が提供される。
方法は、シート/箔を、コートされた封止される合せ面の間にそれを配置する前に必要とされる形状を有するコア層に成形、好ましくはカッティングする工程を含むことができる。
値が本明細書中で%w/w単位で与えられる場合、別記しない限りこれらは乾燥重量に基づいている。
本発明の任意の態様の任意選択の特徴の2つ以上が、準用して本発明の任意の態様と組み合わせられ得ることは理解されよう。
混合方法
実施例1~3及び比較例1及び2において、成分は専用のミキサーを用いて制御された方法で添加される。ミキサーは、独立に作動するブレンダー(推進機)及び撹拌機(パドル)を有する。これらの両方が、混合サイクルの間の異なった速度設定を有する。ミキサーを中速度で使用して或る時間にわたって小体積の乾燥粉末をHTSに添加する。全ての粉末が添加された後、全ての粉末が十分に分散されるまでミキサー速度を最大まで増加させる。
テープキャスターラインを使用して、材料をドクターブレード下に送り、湿潤材料の薄いフィルムが必要とされる厚さに形成されることを可能にする。形成されると、材料を乾燥させておく。
耐蝕性は、乾燥されたガスケット封止要素について以下の条件下で試験された。比較例1の2つのガスケット封止要素を中心アパーチャの周りに鋼板(Crofer22APU(商標))のどちらかの面上に配置し、配列されたものをSOFCの合わせ端板(Crofer22APU(商標))の間に封止した。ガスケットの形状はエンドレスであり、中心板の中心アパーチャを備え且つこれの外に延在して第1の端板の円形出口及び第2の端板の相当する円形入口をさらに備える略ダンベル形状の凹みを画定し、燃料が端板間で流出せずに端板間で且つ中心鋼板内のアパーチャを通過することができるようにする。ガスケットの最も半径方向外側の範囲は、使用時に中心鋼板の外縁内にあり、使用後に中心鋼板の外側重なり表面の一切の腐蝕を腐蝕害について検査することができる。
実質的に全ての外側領域が腐蝕によって影響を受ける 5
外側領域の3/4超が腐蝕によって影響を受ける 4
外側領域の半分超が腐蝕によって影響を受ける 3
外側領域の1/4超が腐蝕によって影響を受ける 2
外側領域の腐蝕はわずかだが観察可能 1
外側領域の明らかな腐蝕はない 0
結果は表2に示される。
(付記)
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
[項目1]
(a)化学的剥離バーミキュライトと、
(b)充填剤と、
(c)不溶性炭酸塩とを含むガスケットのための複合封止材料であって、前記不溶性炭酸塩が、25℃の水中で0.1g/ml未満の水への溶解度を有する、複合封止材料。
[項目2]
シート又は箔の形態である、項目1に記載の複合封止材料。
[項目3]
1~15%w/wの不溶性炭酸塩、好ましくは、2、3又は4~15%w/w、特に、5~12%w/wを含む、項目1又は2に記載の複合封止材料。
[項目4]
化学的剥離バーミキュライトが前記複合封止材料中の全剥離バーミキュライトの100%w/wまで、典型的には、80~100%w/w、より典型的には、90~100%、一般的に約100%w/wとなる、項目1~3のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目5]
前記複合封止材料中の化学的剥離バーミキュライトのレベルが少なくとも25%w/w、例えば少なくとも30%w/w、より好ましくは少なくとも35%w/wである、項目1~4のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目6]
前記複合封止材料中の化学的剥離バーミキュライトの前記レベルが25~80%w/w、例えば30~68%w/w、より好ましくは、35~65%w/w、最も好ましくは、40~60%w/wの範囲であるか又は代わりに複合封止材料中の化学的剥離バーミキュライトの前記レベルが25~74%w/w、例えば30~69%w/w、より好ましくは、35~64%w/w、最も好ましくは、40~59%w/wの範囲である、項目1~5のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目7]
前記充填剤が不活性充填剤、典型的には板状又は粒状充填剤、好ましくは板状充填剤、より好ましくは粉砕板状充填剤である、項目1~6のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目8]
前記板状充填剤が、タルク、二硫化モリブデン、六方晶窒化硼素、石鹸石、パイロフィライト、粉砕熱剥離バーミキュライト、マイカ、フルオロマイカ、粉末黒鉛、ガラスフレーク、金属フレーク、セラミックフレーク、又はカオリナイトからなる群から選択され、最も好ましくは、前記充填剤がタルクである、項目1~7のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目9]
前記複合封止材料中の充填剤のレベルが少なくとも25%w/w、例えば少なくとも30%w/w、より好ましくは少なくとも35%w/w、40%w/w又は45%w/wである、項目1~8のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目10]
前記複合封止材料中の充填剤の前記レベルが32~70%w/w、例えば35~65%w/w、より好ましくは、40~60%w/wの範囲であるか又は代わりに前記複合封止材料中の充填剤の前記レベルが32~69%w/w、例えば35~64%w/w、より好ましくは40~59%w/wの範囲である、項目1~9のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目11]
前記化学的剥離バーミキュライト、充填剤及び不溶性炭酸塩が前記複合封止材料中で十分に混合され、好ましくは、それぞれ前記複合封止材料の全体にわたって均一に分散されて、それらがほぼ均質な混合物を形成する、項目1~10のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目12]
前記複合封止材料の、使用前の密度が1.5~2.2g/cm 3 、より典型的には、1.7~2.0g/cm 3 、最も典型的には、約1.9g/cm 3 である、項目1~11のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目13]
ガスケット封止材料、好ましくは燃料セルガスケット封止材料である、項目1~12のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目14]
圧縮可能である、項目1~13のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目15]
非圧縮厚さが10~2000μm、より典型的には50若しくは200~1500又は~1000μm、最も典型的には300~1000又は800μmの範囲である、項目1~14のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目16]
前記不溶性炭酸塩が、例えば好適には炭酸カルシウム又は炭酸ストロンチウムから選択される、II群の炭酸塩から選択され、好ましくは前記不溶性炭酸塩が炭酸カルシウムである、項目1~15のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目17]
前記充填剤が炭酸カルシウムではなく、より好ましくは、不溶性炭酸塩ではない、項目1~16のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目18]
前記粒状充填剤が炭酸カルシウムではなく、より好ましくは、不溶性炭酸塩ではない、項目1~17のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目19]
前記化学的剥離バーミキュライトが、国際公開第2016/185220号パンフレットに記載されているような耐水性強化一価カチオンを含む改質化学的剥離バーミキュライトではない、項目1~18のいずれか一項に記載の複合封止材料。
[項目20]
好適には、固体酸化物セルの2つの合せ面を封止するための、固体酸化物セルのためのガスケットであって、項目1~19のいずれか一項に記載の複合封止材料を含むガスケット。
[項目21]
前記ガスケットが、第1及び第2のコーティング層の間に挟まれるコア層内に化学的剥離バーミキュライト、充填剤及び不溶性炭酸塩を含み、前記コーティング層がそれぞれガラス、ガラス-セラミック及び/又はセラミック材料を含む、項目20に記載のガスケット。
[項目22]
項目20又は21に記載の1つ又は複数のガスケットを含む固体酸化物セル又は固体酸化物セル成分。
[項目23]
(a)化学的剥離バーミキュライトと、
(b)充填剤と、
(c)不溶性炭酸塩とを含むガスケットのための複合封止材料を形成するのに使用するための組成物であって、液体キャリア、好適には水をさらに含む組成物。
[項目24]
a.化学的剥離バーミキュライト(CEV)を充填剤、不溶性炭酸塩及び液体キャリア、典型的には水と混合して、それらの均質混合物を形成する工程と、
b.任意選択により、シート又は箔を前記混合物から形成する工程と、
c.任意選択により、前記シート又は箔を乾燥させる工程と、
d.任意選択により、ガスケット又はコア層を前記シート又は箔から形成する工程とを含む、項目1~19のいずれか一項に記載の複合封止材料の製造方法。
[項目25]
項目20又は21に記載の少なくとも1つのガスケットを固体酸化物セル成分中に導入する工程を含む、前記固体酸化物セル成分を製造するための方法又は前記固体酸化物セル成分を封止する方法。
[項目26]
固体酸化物セル、特にSOFC又はSOEC内の耐蝕性を改良するための項目1~19のいずれか一項に記載の複合封止材料の使用。
[項目27]
化学的剥離バーミキュライトと充填剤とを含む封止材料の耐蝕性を改良するための不溶性炭酸塩の使用。
Claims (24)
- (a)化学的剥離バーミキュライトと、
(b)充填剤と、
(c)不溶性炭酸塩と
を含むガスケットのための複合封止材料であって、
前記不溶性炭酸塩が、25℃の水中で0.1g/ml未満の水への溶解度を有する、複合封止材料。 - シート又は箔の形態である、請求項1に記載の複合封止材料。
- 1~15%w/wの不溶性炭酸塩を含む、請求項1又は2に記載の複合封止材料。
- 前記複合封止材料中の化学的剥離バーミキュライトのレベルが25~80%w/wの範囲である、請求項1~3のいずれか一項に記載の複合封止材料。
- 前記充填剤が不活性充填剤である、請求項1~4のいずれか一項に記載の複合封止材料。
- 前記充填剤が板状又は粒状充填剤である、請求項5に記載の複合封止材料。
- 前記板状充填剤が粉砕されている、請求項6に記載の複合封止材料。
- 前記板状充填剤が、タルク、二硫化モリブデン、六方晶窒化硼素、石鹸石、パイロフィライト、粉砕熱剥離バーミキュライト、マイカ、フルオロマイカ、粉末黒鉛、ガラスフレーク、金属フレーク、セラミックフレーク、又はカオリナイトからなる群から選択される、請求項6または7に記載の複合封止材料。
- 前記板状充填剤がタルクである、請求項8に記載の複合封止材料。
- 前記複合封止材料中の充填剤のレベルが32~70%w/wの範囲である、請求項1~9のいずれか一項に記載の複合封止材料。
- 前記複合封止材料の、使用前の密度が1.5~2.2g/cm 3 である、請求項1~10のいずれか一項に記載の複合封止材料。
- 圧縮可能である、請求項1~11のいずれか一項に記載の複合封止材料。
- 非圧縮厚さが10~2000μmの範囲である、請求項1~12のいずれか一項に記載の複合封止材料。
- 前記不溶性炭酸塩が、II群の炭酸塩から選択される、請求項1~13のいずれか一項に記載の複合封止材料。
- 前記不溶性炭酸塩が、炭酸カルシウムである、請求項14に記載の複合封止材料。
- 固体酸化物セルの2つの合せ面を封止するための、固体酸化物セルのためのガスケットであって、請求項1~15のいずれか一項に記載の複合封止材料を含むガスケット。
- 前記ガスケットが、第1及び第2のコーティング層の間に挟まれるコア層内に化学的剥離バーミキュライト、充填剤及び不溶性炭酸塩を含み、前記コーティング層がそれぞれガラス、ガラス-セラミック及び/又はセラミック材料を含む、請求項16に記載のガスケット。
- 請求項16又は17に記載の1つ又は複数のガスケットを含む固体酸化物セル又は固体酸化物セル成分。
- (a)化学的剥離バーミキュライトと、
(b)充填剤と、
(c)不溶性炭酸塩と
を含むガスケットのための複合封止材料を形成するのに使用するための組成物であって、液体キャリアをさらに含み、
前記不溶性炭酸塩が、25℃の水中で0.1g/ml未満の水への溶解度を有する、組成物。 - a.化学的剥離バーミキュライト(CEV)を充填剤、不溶性炭酸塩及び液体キャリアと混合して、それらの均質混合物を形成する工程と、
b.任意選択により、シート又は箔を前記混合物から形成する工程と、
c.任意選択により、前記シート又は箔を乾燥させる工程と、
d.任意選択により、ガスケット又はコア層を前記シート又は箔から形成する工程とを含み、
前記不溶性炭酸塩が、25℃の水中で0.1g/ml未満の水への溶解度を有する、請求項1~15のいずれか一項に記載の複合封止材料の製造方法。 - 請求項16又は17に記載の少なくとも1つのガスケットを固体酸化物セル成分中に導入する工程を含む、前記固体酸化物セル成分を製造するための方法又は前記固体酸化物セル成分を封止する方法。
- 固体酸化物セル内の耐蝕性を改良するための請求項1~15のいずれか一項に記載の複合封止材料の使用。
- 前記固体酸化物セルが、SOFC又はSOECである、請求項22に記載の使用。
- 化学的剥離バーミキュライトと充填剤とを含む封止材料の耐蝕性を改良するための不溶性炭酸塩の使用であって、前記不溶性炭酸塩が、25℃の水中で0.1g/ml未満の水への溶解度を有する、使用。
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---|---|---|---|---|
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