RU2003117218A - Электрод-электролитная пара на основе двуокиси церия (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель - Google Patents
Электрод-электролитная пара на основе двуокиси церия (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогельInfo
- Publication number
- RU2003117218A RU2003117218A RU2003117218/09A RU2003117218A RU2003117218A RU 2003117218 A RU2003117218 A RU 2003117218A RU 2003117218/09 A RU2003117218/09 A RU 2003117218/09A RU 2003117218 A RU2003117218 A RU 2003117218A RU 2003117218 A RU2003117218 A RU 2003117218A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- organogel
- electrolyte
- stabilizing additives
- destruction
- Prior art date
Links
- OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N Cerium(IV) oxide Chemical compound [O-2]=[Ce+4]=[O-2] OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 20
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 claims 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 17
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 11
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims 6
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims 5
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 5
- -1 rare-earth group metals Chemical class 0.000 claims 5
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical class [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims 3
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 claims 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 3
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 claims 2
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 claims 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 2
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims 2
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 claims 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 claims 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
Claims (1)
1. Электрод-электролитная пара, содержащая микропористый электрод, на поверхности которого нанесен мультислойный твердый электролит на основе двуокиси церия со стабилизирующими добавками, при этом твердый электролит состоит из внутреннего нанопористого трехмерного слоя твердого электролита с размером зерна, не превышающим 1000 нм, и, по крайней мере, частично заполняющего поверхностные поры микропористого электрода на глубину 5-50 мкм, и плотного внешнего слоя электролита с размером зерна, не превышающим 1000 нм, и расположенного на поверхности внутреннего слоя.
2. Электрод-электролитная пара по п.1, содержащая внутренний и внешний слои электролита, имеющие одинаковый или разный состав.
3. Электрод-электролитная пара по п.1, содержащая внутренний слой электролита имеющий аморфное и нанокристаллическое строение.
4. Электрод-электролитная пара по п.1, содержащая внешний слой электролита имеющий аморфное строение.
5. Электрод-электролитная пара по п.1, содержащая в качестве стабилизирующих добавок в твердом электролите иттрий и/или металлы щелочноземельной группы и/или металлы редкоземельной групп, и/или висмут.
6. Электрод-электролитная пара по п.1, содержащая электрод, выполненный из микропористого керамического или металлического или металлокерамического материала с размерами пор более 1 мкм.
7. Электрод-электролитная пара по п.1 или 6, содержащая в качестве электрода анод или катод плоской или трубчатой формы.
8. Электрод-электролитная пара по п.7, содержащая анод, выполненный из сетки объемного плетения или пенометалла.
9. Способ изготовления электрод-электролитной пары, включающий формирование на поверхности микропористого электрода частично погруженного в электрод мультислойного твердого электролита на основе двуокиси церия со стабилизирующими добавками, для чего вначале проводят пропитку поверхности микропористого электрода органогелем, состоящим из наноразмерных частиц двуокиси церия со стабилизирующими добавками и органического раствора органических солей церия и металлов стабилизирующих добавок, и деструкцию органической части органогеля, приводящую к химическому осаждению внутреннего нанопористого трехмерного слоя мультислойного твердого электролита на поверхности электрода, а затем проводят нанесение на поверхность внутреннего слоя органогеля, состоящего из наноразмерных частиц двуокиси церия со стабилизирующими добавками и органического раствора органических солей церия и металлов стабилизирующих добавок, и деструкцию органической части органогеля, приводящую к химическому осаждению плотного внешнего слоя мультислойного электролита на поверхности внутреннего слоя.
10. Способ по п.9, в котором для формирования внутреннего и внешнего слоев твердого электролита используют органогели одинакового или разного состава.
12. Способ по п.9, в котором используют в качестве стабилизирующих добавок в твердом электролите иттрий и/или металлы щелочноземельной группы и/или металлы редкоземельной групп и/или висмут.
13. Способ по п.9, в котором пропитку пористой поверхности электрода органогелем проводят под вакуумом или механическим вдавливанием органогеля в микропористую поверхность электрода.
14. Способ по п.9, в котором для деструкции проводят энергетическое воздействие, приводящее к разложению органической части органогеля, например, термический или индукционный или инфракрасный нагрев или воздействие электронного или лазерного излучения или плазмохимическое воздействие.
15. Способ по п.14, использующий для деструкции органогеля высокоскоростной пиролиз при температуре не выше 800°С в окислительной или инертной или слабовосстановительной газовой атмосфере.
16. Способ по п.9, в котором деструкцию органической части органогеля проводят одновременно или последовательно с пропиткой или нанесением органогеля на поверхность внутреннего слоя.
17. Способ по п.16, в котором при пропитке электрода органогелем или нанесении органогеля на поверхность внутреннего слоя с одновременной деструкцией, органогель наносят на покрываемую поверхность методом пульверизации или принтерной печати.
18. Способ по п.16, в котором при пропитке электрода органогелем или нанесении органогеля на поверхность внутреннего слоя с последующей деструкцией, органогель наносят на холодную поверхность электрода или внутреннего слоя с последующим высоко скоростным нагревом электрода.
19. Способ по п.9, в котором пропитку электрода органогелем или нанесение органогеля на поверхность внутреннего слоя и деструкцию органогеля проводят одно- или многократно.
20. Органогель, используемый для изготовления электрод-электролитной пары, содержащий наноразмерные частицы двуокиси церия со стабилизирующими добавками и органический раствор солей церия и металлов стабилизирующих добавок смеси альфа разветвленных карбоновых кислот с общей формулой H(CH2-CH2)nCR'R"-COOH, где R'-СН3, R"-CmH(m+1) при m от 2 до 6, со средней молекулярной массой 140-250.
21. Органогель по п.20, содержащий в качестве стабилизирующих металлов иттрий и/или металлы щелочноземельной группы и/или металлы редкоземельной группы и/или висмут.
22. Органогель по п.20, содержащий в качестве органического растворителя смесь альфа разветвленных карбоновых кислот с общей формулой H(CH2-CH2)nCR'R"-COOH, где R'-СН3, R"-CmH(m+1) при m от 2 до 6, со средней молекулярной массой 140-250, или карбоновую кислоту и/или любой органический растворитель солей металлов карбоновых кислот.
23. Органогель по п.20, содержащий наноразмерные частицы от 3 до 100 нм.
24. Органогель по п.20, в котором концентрацию в солях церия и металлов стабилизирующих добавок выбирают от 0.05 до 1,5 моль/л в соотношении, отвечающем стехиометрии наносимого электролита.
25. Органогель по п.20, в котором объемное соотношение наноразмерных частиц в органогеле не превышает 85%.
26. Электрод-электролитная пара, содержащая нанопористый электрод, на поверхности которого нанесен слой твердого плотного трехмерного электролита с размерами зерна, не превышающими 1000 нм на основе двуокиси церия со стабилизирующими добавками, заполняющего поверхностные поры нанопористого электрода на глубину 1-5 мкм.
27. Электрод-электролитная пара по п.26, в котором электролит имеет аморфное строение.
28. Электрод-электролитная пара по п.26, в котором в качестве стабилизирующих добавок используют иттрий и/или металлы щелочноземельной группы и/или металлы редкоземельной групп и/или висмут.
29. Электрод-электролитная пара по п.26, в котором электрод выполнен из нанопористого керамического или металлического или металлокерамического материала с размером пор менее 1 мкм.
30. Электрод-электролитная пара по п.26, в котором в качестве электрода используют анод или катод плоской или трубчатой формы.
31. Способ изготовления электрод-электролитной пары, включающий формирование на поверхности нанопористого электрода слоя плотного трехмерного твердого электролита на основе двуокиси церия со стабилизирующими добавками, для чего проводят пропитку поверхности нанопористого электрода органическим раствором органических солей церия и металлов стабилизирующих добавок смеси альфа разветвленных карбоновых кислот с общей формулой H(CH2-CH2)nCR'R"-COOH, где R'-СН3, R"-CmH(m+1) при m от 2 до 6, со средней молекулярной массой 140-250 и деструкцию органической части раствора, приводящую к химического осаждению твердого электролита на поверхности электрода.
32. Способ по п.31, в котором в качестве стабилизирующих добавок используют иттрий и/или металлы щелочноземельной группы и/или металлы редкоземельной группы и/или висмут.
33. Способ по п.31, в котором в качестве органического растворителя используют карбоновую кислоту или толуол или октанол или другой органический растворитель солей металлов карбоновых кислот.
34. Способ по п.31, в котором для деструкции используют энергетическое воздействие, приводящее к разложению органической части раствора, например, термический или индукционный или инфракрасный нагрев или воздействие электронного или лазерного излучения или плазмохимическое воздействие.
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что для деструкции раствора используют высокоскоростной пиролиз при температуре не выше 800°С в окислительной или инертной или слабовосстановительной газовой атмосфере.
36. Способ по п.31, в котором деструкцию органической части раствора проводят одновременно или последовательно с пропиткой.
37. Способ по п.36, в котором при пропитке электрода с одновременной деструкцией раствор наносят на покрываемую поверхность методом пульверизации или принтерной печати.
38. Способ по п.36, в котором при пропитке электрода с последующей деструкцией раствор наносят на холодную поверхность электрода с последующим высоко скоростным нагревом электрода.
39. Способ по п.31, в котором концентрацию в солях церия и металлов стабилизирующих добавок выбирают от 0.05 до 1,5 моль/л в соотношении, отвечающем стехиометрии наносимого электролита.
40. Способ по п.31, в котором нанесение раствора на поверхность электрода и деструкцию проводят одно- или многократно.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117218/09A RU2236722C1 (ru) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | Электрод-электролитная пара на основе двуокиси церия (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель |
| PCT/RU2003/000575 WO2004109835A1 (fr) | 2003-06-10 | 2003-12-23 | Paire electrolyte - electrode a faible cout a base de dioxyde de cerium (et variantes), procede de fabrication (et variantes) et gel organique |
| EP03786474A EP1650822A4 (en) | 2003-06-10 | 2003-12-23 | ELECTRODE ELECTROLYTE PAIR ON CERDIOXIDE BASE (VARIANTS), METHOD OF MANUFACTURING THEREOF (VARIANTS) AND ORGANOGEL |
| AU2003296284A AU2003296284A1 (en) | 2003-06-10 | 2003-12-23 | Cerium dioxide-based electrode-electrolyte pair (variants), method for the production thereof (variants) and organogel |
| US10/559,122 US20060163066A1 (en) | 2003-06-10 | 2003-12-23 | Cerium dioxide-based electrode-electrolyte pair (variants), method for the production thereof (variants) and organogel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117218/09A RU2236722C1 (ru) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | Электрод-электролитная пара на основе двуокиси церия (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2236722C1 RU2236722C1 (ru) | 2004-09-20 |
| RU2003117218A true RU2003117218A (ru) | 2004-12-20 |
Family
ID=33433982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003117218/09A RU2236722C1 (ru) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | Электрод-электролитная пара на основе двуокиси церия (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20060163066A1 (ru) |
| EP (1) | EP1650822A4 (ru) |
| AU (1) | AU2003296284A1 (ru) |
| RU (1) | RU2236722C1 (ru) |
| WO (1) | WO2004109835A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8609565B1 (en) * | 2005-04-15 | 2013-12-17 | The Regents Of The University Of California | Low-temperature protonic conduction for hydrogen-related energy applications employing nanostructured functional oxides |
| EP2031675B1 (en) * | 2007-08-31 | 2011-08-03 | Technical University of Denmark | Ceria and stainless steel based electrodes |
| EP2031684B1 (en) * | 2007-08-31 | 2016-08-10 | Technical University of Denmark | Metal supported solid oxide fuel cell |
| EP2254180A1 (en) * | 2007-08-31 | 2010-11-24 | Technical University of Denmark | Ceria and strontium titanate based electrodes |
| US20090297923A1 (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Monika Backhaus-Ricoult | Sol-gel derived high performance catalyst thin films for sensors, oxygen separation devices, and solid oxide fuel cells |
| KR101075422B1 (ko) * | 2008-10-14 | 2011-10-24 | 한국과학기술연구원 | 금속 산화물 박막 구조체를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 금속 산화물 박막 구조체를 포함하는 고체산화물 연료전지 |
| US9642192B2 (en) * | 2011-08-04 | 2017-05-02 | Fuelcell Energy, Inc. | Method and manufacturing assembly for sintering fuel cell electrodes and impregnating porous electrodes with electrolyte powders by induction heating for mass production |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4702971A (en) * | 1986-05-28 | 1987-10-27 | Westinghouse Electric Corp. | Sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells |
| US4847172A (en) * | 1988-02-22 | 1989-07-11 | Westinghouse Electric Corp. | Low resistance fuel electrodes |
| US5001021A (en) * | 1989-12-14 | 1991-03-19 | International Fuel Cells Corporation | Ceria electrolyte composition |
| WO1995026031A1 (fr) * | 1994-03-18 | 1995-09-28 | Toto Ltd. | Couche mince d'electrolyte solide et son procede de production |
| US5494700A (en) * | 1994-04-05 | 1996-02-27 | The Curators Of The University Of Missouri | Method of coating a substrate with a metal oxide film from an aqueous solution comprising a metal cation and a polymerizable organic solvent |
| US5516597A (en) * | 1994-11-07 | 1996-05-14 | Westinghouse Electric Corporation | Protective interlayer for high temperature solid electrolyte electrochemical cells |
| US5665482A (en) * | 1995-01-10 | 1997-09-09 | Tosoh Corporation | Fluorite structure type ceria type solid electrolyte |
| US6139985A (en) * | 1998-07-24 | 2000-10-31 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Electrode electrolyte interlayers containing cerium oxide for electrochemical fuel cells |
| JP3598344B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2004-12-08 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 高酸化物イオン伝導性セリア系固体電解質 |
| FR2796861B1 (fr) * | 1999-07-26 | 2001-11-09 | Air Liquide | Nouvelle membrane ceramique conductrice par ions oxyde, utilisation de ladite membrane pour separer l'oxygene de l' air ou d'un melange gazeux en contenant |
| US20020127455A1 (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-12 | The Regents Of The University Of California | Ceria-based solid oxide fuel cells |
| US6770392B2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-08-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Ceria based solid electrolytes |
| US6803138B2 (en) * | 2001-07-02 | 2004-10-12 | Nextech Materials, Ltd. | Ceramic electrolyte coating methods |
| FR2826956B1 (fr) * | 2001-07-04 | 2004-05-28 | Air Liquide | Procede de preparation d'une composition ceramique de faible epaisseur a deux materiaux, composition obtenue, cellule electrochimique et membrane la comprenant |
| US6752974B2 (en) * | 2002-04-10 | 2004-06-22 | Corning Incorporated | Halocarbon abatement system for a glass manufacturing facility |
-
2003
- 2003-06-10 RU RU2003117218/09A patent/RU2236722C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-12-23 AU AU2003296284A patent/AU2003296284A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-23 US US10/559,122 patent/US20060163066A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-23 EP EP03786474A patent/EP1650822A4/en not_active Withdrawn
- 2003-12-23 WO PCT/RU2003/000575 patent/WO2004109835A1/ru active Application Filing
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2003117114A (ru) | Электрод-электролитная пара на основе двуокиси циркония (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель | |
| RU2236068C1 (ru) | Электрод-электролитная пара на основе двуокиси циркония (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель | |
| US9077021B2 (en) | Removal of impurity phases from electrochemical devices | |
| Lee et al. | Coating BaTiO3 nanolayers on spherical Ni powders for multilayer ceramic capacitors | |
| US20090135545A1 (en) | Capacitors having a high energy density | |
| US20080096079A1 (en) | Method for Shrinkage and Porosity Control During Sintering of Multilayer Structures | |
| JP2008277811A (ja) | 複数の薄い粉末形成アノードを含む湿式電解キャパシタ | |
| KR20110046441A (ko) | 세라믹 필름의 증착 방법 | |
| RU2003117115A (ru) | Электрод-электролитная пара на основе окиси висмута, способ ее изготовления и органогель | |
| JP2007243186A (ja) | コンデンサーの製造におけるパッド印刷の方法 | |
| JP2006049816A (ja) | 多孔質バルブ金属薄膜、その製造方法および薄膜キャパシタ | |
| CN1189401C (zh) | 钛氧化膜的形成方法和钛电解电容器 | |
| JP2014510014A5 (ru) | ||
| RU2003117218A (ru) | Электрод-электролитная пара на основе двуокиси церия (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель | |
| RU2236069C1 (ru) | Электрод-электролитная пара на основе окиси висмута, способ ее изготовления и органогель | |
| WO2007077612A1 (ja) | 多孔質バルブ金属薄膜、その製造方法および薄膜キャパシタ | |
| JP5135841B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池の製造方法 | |
| KR20120140476A (ko) | 고체산화물 연료전지용 소재, 상기 소재를 포함하는 캐소드 및 상기 소재를 포함하는 고체산화물 연료전지 | |
| JP5218469B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池用電極層 | |
| JP4555116B2 (ja) | 積層体 | |
| RU2236722C1 (ru) | Электрод-электролитная пара на основе двуокиси церия (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель | |
| JP4984401B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法 | |
| KR101394273B1 (ko) | 스펀지 구조를 갖는 다공성 박막, 이의 제조방법 및 이를 양극으로 포함하는 고체산화물 연료전지 | |
| JP2006286607A (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| Kim et al. | Lithium-preserved sintering method for perovskite-based solid electrolyte thin films via flash light sintering for all-solid-state lithium-ion batteries |