RU2000127888A

RU2000127888A - Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления

Info

Publication number: RU2000127888A
Application number: RU2000127888/09A
Authority: RU
Inventors: Григорий Семенович Межерицкий; Евгений Евстафьевич Колпаков; Юрий Иванович Москалев; Ирина Николаевна Прилежаева; Ирина Александровна Резвых; Владимир Иванович Рубцов; Николай Павлович Соловьев; Николай Иванович Храмушин
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-12-20

Claims

1. Твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ), состоящий из последовательно расположенных слоев пористого электрода - катода, пористого катодного катализатора, твердого электролита, анодного катализатора, пористого электрода - анода, отличающийся тем, что катод и анод выполнены со сквозными отверстиями, а слои катодного и анодного катализаторов выполнены из наноструктур твердого электролита, легированного добавками, создающими смешанную электронную и/или дырочную и ионную проводимость слоев катодного и анодного катализаторов.

2. ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что катодный и анодный катализаторы выполнены из кермета на основе твердого электролита, легированного элементами со сродством к кислороду ниже, чем у элементов, оксиды которых образуют твердый электролит.

3. ТОТЭ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве твердого электролита выбрана иттрий-циркониевой керамика (ZrO₂)_1-x•(Y₂O₃)_x (x= 0,08. . . 0,12).

4. ТОТЭ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что в качестве легирующего элемента выбрана платина.

5. ТОТЭ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве легирующего элемента выбран никель.

6. ТОТЭ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве легирующего элемента выбран палладий.

7. ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легирующих элементов выбраны элементы с работой выхода электронов не менее 3.5 эВ.

8. ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что пористые анодный и катодный катализаторы состоят из слоев частиц с различной морфологией.

9. Способ изготовления ТОТЭ высокочастотным магнетронным напылением на поверхность подложки в качестве которой используют один из электродов или твердый электролит ТОТЭ, заключающийся в том, что напыление проводят при наклоне поверхности подложки к оси разряда магнетрона на угол менее 90^o, при этом подложку вращают вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности, отличающийся тем, что на поверхности подложки перед напылением наносят рельеф в виде углублений и/или выступов, причем высоту рельефа выполняют равной не менее толщины напыляемого слоя вещества, а длину и ширину профиля рельефа выполняют равной не менее высоты рельефа.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что угол между поверхностью подложки и осью разряда магнетрона выбирают из интервала от 50 до 70^o, вращение подложки вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности, осуществляют в режиме "поворот-остановка" в одном направлении на угол поворота между остановками от 80 до 100^o до получения слоев необходимой величины.