RU2012118236A

RU2012118236A - Стеклянный уплотнитель для батарей твердооксидных электролитических элементов (soec)

Info

Publication number: RU2012118236A
Application number: RU2012118236/04A
Authority: RU
Inventors: Йенс Ульрик НИЛЬСЕН; Йерген Гутцон ЛАРСЕН
Original assignee: Топсеэ Фюэль Селл А/С
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2013-11-20
Also published as: US9695518B2; AU2010305091B2; EP2486170B1; EP2486170B8; WO2011042148A1; KR20120100933A; EP2486170A1; ES2541363T3; AU2010305091A1; US20120193223A1; CN102713012A; DK2486170T3; KR101776603B1; CA2774104A1; RU2561097C2; HK1172937A1; CN102713012B

Abstract

1. Батарея твердооксидных электролитических элементов (SOEC), изготовляемая способом, который включает следующие стадии:(a) формирование первого блока батареи элементов путем чередования по меньшей мере одной соединительной пластины и по меньшей мере одного узла элемента, причем каждый узел элемента содержит первый электрод, второй электрод и электролит, расположенный между этими электродами, а также обеспечение стеклянного уплотнителя между соединительной пластиной и каждым узлом элемента, причем стеклянный уплотнитель имеет следующий состав:от 50 до 70 мас.% SiO, от 0 до 20 мас.% AlO, от 10 до 50 мас.% СаО, от 0 до 10 мас.% MgO, от 0 до 2 мас.% (NaO+KO), от 0 до 10 мас.% ВОи от 0 до 5 мас.% функциональных элементов, выбранных из TiO, ZrO, F, PO, MoO, FeO, MnO, La-Sr-Mn-O перовскита (LSM) и их комбинаций;(b) превращение указанного первого блока батареи элементов во второй блок со стеклянным уплотнителем толщиной от 5 до 100 мкм путем нагревания указанного первого блока до температуры 500°С или выше и воздействия на батарею элементов давлением нагрузки от 2 до 20 кг/см;(c) превращение указанного второго блока в конечный блок батареи твердооксидных электролитических элементов путем охлаждения второго блока батареи, полученного на стадии (b), до температуры ниже, чем на стадии (b),отличающаяся тем, что стеклянный уплотнитель на стадии (а) обеспечивается в виде листа стекловолокон.2. Батарея твердооксидных электролитических элементов по п.1, отличающаяся тем, что на стадии (b) температура составляет 800°С или выше, а давление нагрузки составляет от 2 до 10 кг/см.3. Батарея твердооксидных электролитических элементов по п.1, отличающаяся тем, что содержание SiO, AlO, СаО и MgO составляет от

Claims

1. Батарея твердооксидных электролитических элементов (SOEC), изготовляемая способом, который включает следующие стадии:

(a) формирование первого блока батареи элементов путем чередования по меньшей мере одной соединительной пластины и по меньшей мере одного узла элемента, причем каждый узел элемента содержит первый электрод, второй электрод и электролит, расположенный между этими электродами, а также обеспечение стеклянного уплотнителя между соединительной пластиной и каждым узлом элемента, причем стеклянный уплотнитель имеет следующий состав:

от 50 до 70 мас.% SiO₂, от 0 до 20 мас.% Al₂O₃, от 10 до 50 мас.% СаО, от 0 до 10 мас.% MgO, от 0 до 2 мас.% (Na₂O+K₂O), от 0 до 10 мас.% В₂О₃ и от 0 до 5 мас.% функциональных элементов, выбранных из TiO₂, ZrO₂, F₂, P₂O₅, MoO₃, Fe₂O₃, MnO₂, La-Sr-Mn-O перовскита (LSM) и их комбинаций;

(b) превращение указанного первого блока батареи элементов во второй блок со стеклянным уплотнителем толщиной от 5 до 100 мкм путем нагревания указанного первого блока до температуры 500°С или выше и воздействия на батарею элементов давлением нагрузки от 2 до 20 кг/см²;

(c) превращение указанного второго блока в конечный блок батареи твердооксидных электролитических элементов путем охлаждения второго блока батареи, полученного на стадии (b), до температуры ниже, чем на стадии (b),

отличающаяся тем, что стеклянный уплотнитель на стадии (а) обеспечивается в виде листа стекловолокон.

2. Батарея твердооксидных электролитических элементов по п.1, отличающаяся тем, что на стадии (b) температура составляет 800°С или выше, а давление нагрузки составляет от 2 до 10 кг/см².

3. Батарея твердооксидных электролитических элементов по п.1, отличающаяся тем, что содержание SiO₂, Al₂O₃, СаО и MgO составляет от 85 до 95 мас.% или от 87 до 97 мас.% в композиции стеклянного уплотнителя, содержание Na₂O+K₂O и В₂О₃ составляет от 0 до 12 мас.% в композиции стеклянного уплотнителя, а функциональные элементы, выбранные из TiO₂, F₂, ZrO₂, Р₂О₅, MoO₃, Fe₂O₃, MnO₂ и La-Sr-Mn-О перовскита (LSM) и их комбинаций, составляют от 0 до 5 мас.%.

4. Батарея твердооксидных электролитических элементов по п.1, отличающаяся тем, что стеклянный уплотнитель является стеклом со следующим составом: от 52 до 56 мас.% SiO₂, от 12 до 16 мас.% Al₂O₃, от 16 до 25 мас.% СаО, от 0 до 6 мас.% MgO, от 0 до 2 мас.% Na₂O+K₂O, от 0 до 10 мас.% B₂O₃, от 0 до 1,5 мас.% TiO₂, от 0 до 1 мас.% F₂.

5. Батарея твердооксидных электролитических элементов по п.1, отличающаяся тем, что стеклянный уплотнитель является стеклом со следующим составом: от 52 до 62 мас.% SiO₂, от 10 до 15 мас.% Al₂O₃, от 18 до 25 мас.% СаО, от 0,5 до 4 мас.% MgO, от 0,25 до 2 мас.% Na₂O, от 3,5 до 5 мас.% B₂O₃.

6. Батарея твердооксидных электролитических элементов по п.1, отличающаяся тем, что стеклянный уплотнитель является стеклом со следующим составом: от 52 до 54 мас.% SiO₂, от 12 до 14 мас.% Al₂O₃, от 16 до 23 мас.% СаО, от 0 до 3 мас.% MgO, от 0 до 2 мас.% (Na₂O+K₂O), от 8 до 10 мас.% В₂О₃, от 0 до 0,8 мас.% Fe₂O₃, от 0 до 1,5 мас.% TiO₂, от 0 до 1 мас.% F₂, и композиция дополнительно включает от 0 до 3 мас.% Li₂O и от 0 до 4 мас.% ZnO.

7. Батарея твердооксидных электролитических элементов по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что стеклянный уплотнитель на стадии (а) загружают материалом наполнителя в виде MgO, стального порошка, кварца, лейцита и их комбинаций.

8. Применение Е-стекла со следующим составом: от 52 до 56 мас.% SiO₂, от 12 до 16 мас.% Al₂O₃, от 16 до 25 мас.% СаО, от 0 до 6 мас.% MgO, от 0 до 2 мас.% Na₂O+K₂O, от 0 до 10 мас.% B₂O₃, от 0 до 1,5 мас.% TiO₂, от 0 до 1 мас.% F в качестве стеклянного уплотнителя в батареях твердооксидных электролитических элементов, отличающееся тем, что стекло имеет вид листа стекловолокон.

9. Применение по п.8, отличающееся тем, что композиция дополнительно содержит от 0 до 3 мас.% Li₂O и от 0 до 4 мас.% ZnO.