KR970707598A - 고온, 고체 전해질 전기화학 전지를 위한 보호상호층(protective interlayer for high temperature solid electrolyte electrochemical cells) - Google Patents

고온, 고체 전해질 전기화학 전지를 위한 보호상호층(protective interlayer for high temperature solid electrolyte electrochemical cells)

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Abstract

본 발명의 조성물은 특히 고온, 고체 전해질 전기화학 전기(10)의 보호상호층을 형성하는데 적용가능하고, 화학식 NbxTayCe1－x－yO2(여기에서, x는 약 0.0 내지 0.5이고, y는 약 0.0 내지 0.05이고, x＋y는 약 0.02 내지 0.05이다)을 특징으로 하는 산화니오븀 및/또는 산화탄탈륨으로 도핑되거나 혼합된 산호세륨 조성물을 전기적으로 전도하는 것을 포함하고, 전기화학 전지(10)는 제1전극(10)；적어도 제1전극의 제1부분(R)상에 용착된 니오븀 및/또는 탄탈륨 도핑된 산화세륨의 전기적으로 전도성 상호층(14)；상호층상에 용착된 상호접속부(16)；제1전극의 제2부분(제1부분은 제2부분과 불연속적이다)상에 용착된 고체 전해질(18)；및 고체 전해질 상에 용착된 제2전극(20)을 포함한다.

Description

고온, 고체 전해질 전기화학 전지를 위한 보호상호층(PROTECTIVE INTERLAYER FOR HIGH TEMPERATURE SOLID ELECTROLYTE ELECTROCHEMICLAL CELLS)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 보호성 상호층을 포함하는 고온, 고체 전해질 연료 전지의 단면도이다. 제2도는 제1도의 상호접속된 연료 전지를 포함하는 고온, 고체 전해질 연료 전지 스택(stack)의 단면도이다. 제3(a)도는 고온에 장시간 노출된 후에 Mn의 존재를 나타내는 선행기술 상호접속부의 원소분석도이다. 제3(b)도는 고온에 장시간 노출된 후에 Mn의 존재를 나타내는 선행기술 상호 접속부의 원소분석도이다. 제3(c)도는 Mn 확산을 거의 나타내지 않는, 고온에 장시간 노출된 후에 본 발명의 니오븀 도핑된 세리아 상호층 보호상호접속부의 전자회절(EDAX) 분석도이다.

Claims (15)

  1. (a) 제1전극(12)을 제공하고；(b) 적어도 제1전극의 제1부분(R)상에 도핑되거나 혼합된 산화세륨의 전도성 상호층(14)을 적용하고；(c) 상기 상호층상에 상호접속부(16)를 적용하고；(d) 제1전극의 제2부분(제1부분은 제2부분과 불연속이다)상에 고체 전해질(18)을 적용하고；(e) 상기 고체 전해질상에 제2전극(20)을 적용하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 고온, 고체 전해질 전기화학 전지(10)의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계(b)의 상호층(14)이 니오븀 도핑된 산화세륨, 탄탈륨 도핑된 산화세륨 및 니오븀 및 탄탈륨 도핑된 산화세륨으로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 단계(b)의 상호층(14)이 혼합된 산화니오븀 및 산화세륨 및 산화세륨, 혼합된 산화탄탈륨 및 산화세륨, 및 혼합된 산화니오븀, 산화탄탈륨 및 산화세륨으로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 단계(b)의 상호층(14)이 하기 화학식(2)를 포함함을 특징으로 하는 방법；
    NbxTayCe1－x－yO2(2)
    상기 식에서, x는 약 0.0 내지 0.05이고, y는 약 0.0 내지 0.05이고, x＋y는 약 0.02 내지 0.05이다.
  5. 제4항에 있어서, 단계(b)의 상호층(14)이 하기 화학식(2)를 포함함을 특징으로 하는 방법；
    NbxCe1－xO2(3)
    상기 식에서, y는 0이고, x는 약 0.02 내지 0.05이다.
  6. 제1항에 있어서, (ⅰ) 산화니오븀 및/또는 산화탄탈륨으로 혼합된 산화세륨 분말, 또는 고체용액중의 도핑된 산화세륨 분말의 슬러리 유효량을 제공하고；(ⅱ) 적어도 상기 제1전극의 상기 제1부분상에 상기 슬러리를 피복하고；및 (ⅲ) 제1전극(12) 및 상호접속부(16)의 구성요소의 상호확산을 최소화하는 상기 제1전극상에 상기 상호층을 형성하기 위해 약 900℃ 내지 1400℃의 온도에서 상기 슬러리를 소결하는 것에 의해 단계(b)의 상호층(14)이 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 제1전극(12)이 도핑된 란타늄 망가나이트의 다공성, 공기전극이고, 상기 고체 전해질(18)이 이트리아 안정화된 산화지르코늄의 밀도가 큰, 고체 산화물이고, 상기 상호접속부(16)이 밀도가 큰, 도핑된 란타늄 크로마이트이고, 상기 제2전극(20)이 니켈 산화지르코늄 서멧의 다공성 연료전극임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 전기화학 전지(10)가 일반적으로 환상형태임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 전기화학 전지(10)가 일반적으로 평면판 형태임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 단계(b)의 상호층(14)이 상기 단계(c)의 상호접속부와 상기 단계(d)의 고체 전해질을 적용하기 전에 상기 제1전극의 상기 제1부분 및 제2부분상에 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  11. (a) 제1전극(12)；(b) 상기 제1전극의 제1부분상에 배치된 고체 전해질(18)；및(c) 상기 고체 전해질의 부분상에 배치된 제2전극(20)을 포함하고；도핑되거나 혼합된 산화세륨의 전도성 상호층이 인접한 전지에 전기적 커플링을 위해 사용되고, 상호층의 일부상에 배치된 상호접속부를 제1전극 구성원으로부터의 분해로부터 보호하도록 제1전극의 제2부분상에 배치되는 것을 특징으로 하는 개선점을 갖는 고온, 고체 전해질 전기화학 전지(10).
  12. 제11항에 있어서, 제1전극(12)이 도핑된 란타늄 망가나이트의 다공성 공기전극이고, 상기 고체 전해질(18)이 이트리아 안정화된 산화지르코늄의 밀도가 큰, 고체 산화물이고, 상기 제2전극(20)이 산화니켈－산화 지르코늄 서멧의 다공성, 연료전극이고, 상기 상호층(14)이 상호층을 전도성으로 만드는 니오븀, 탄탈륨 및 다른 요소로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 산화물과 혼합된 다공성, 도핑되거나 혼합된 산화세륨이고, 상기 상호접속부(16)이 밀도가 큰, 도핑된 란타늄 크로마이트임을 특징으로 하는 전기화학 전지(10).
  13. 제12항에 있어서, 다수의 전기화학 전지(10)가 서로 인접하게 위치되고, 한 전지(10)의 공기전극(12)와 인접한 다른 전지(10)의 연료전극(20) 사이에 상호접속부(16)를 통하여 전기적으로 상호접속됨을 특징으로 하는 전기화학 전지(10)
  14. 제12항에 있어서, 상기 전지가 환성형태임을 특징으로 하는 전기화학 전지(10).
  15. 제1항에 있어서, 상기 전지가 평면판 형태임을 특징으로 하는 전기화학 전지(10).
    ※ 참고사항：최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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