RU2019106227A - Плоское устройство с гибридным уплотнением, содержащее по меньшей мере один высокотемпературный электрохимический элемент и гибридное уплотнение - Google Patents

Плоское устройство с гибридным уплотнением, содержащее по меньшей мере один высокотемпературный электрохимический элемент и гибридное уплотнение Download PDF

Info

Publication number
RU2019106227A
RU2019106227A RU2019106227A RU2019106227A RU2019106227A RU 2019106227 A RU2019106227 A RU 2019106227A RU 2019106227 A RU2019106227 A RU 2019106227A RU 2019106227 A RU2019106227 A RU 2019106227A RU 2019106227 A RU2019106227 A RU 2019106227A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flat device
cae
connecting element
sheet
sealing element
Prior art date
Application number
RU2019106227A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019106227A3 (ru
Inventor
Закари ВЮИЙЕМЕН
Янник АНТОНЕТТИ
Original Assignee
СОЛИДпауэр СА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by СОЛИДпауэр СА filed Critical СОЛИДпауэр СА
Publication of RU2019106227A publication Critical patent/RU2019106227A/ru
Publication of RU2019106227A3 publication Critical patent/RU2019106227A3/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0276—Sealing means characterised by their form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/002—Shape, form of a fuel cell
    • H01M8/006—Flat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/028—Sealing means characterised by their material
    • H01M8/0282—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Claims (23)

1. Плоское устройство, содержащее по меньшей мере один блок (100; 100а, 100b) CAE, при этом на первой стороне блока CAE предусмотрены первая область (108) потока для окисляющего газа и первый соединительный элемент (112; 212), а на другой стороне блока CAE предусмотрены вторая область (110) потока для горючего газа и второй соединительный элемент (114; 214); при этом указанный по меньшей мере один блок (100; 100а, 100b) CAE содержит первый электродный слой (102; 102а, 102b), второй электродный слой (104; 104а, 104b) и твердый электролит (106; 106а, 106b), расположенный между первым и вторым электродными слоями; при этом первый электродный слой образует первую сторону блока CAE, а второй электродный слой образует его другую сторону; при этом плоское устройство дополнительно содержит периферийный уплотняющий элемент (116), предусмотренный для предотвращения либо утечки окисляющего газа или горючего газа в окружающую среду, либо смешивания двух указанных газов; при этом периферийный уплотняющий элемент (116) содержит стеклянный компонент (118; 218; 318; 318а, 318b), расположенный смежно с торцом твердого электролита (106; 106а, 106b) и прикрепленный к верхней поверхности второго соединительного элемента (114; 214), и содержит лист (120; 220) бумаги на основе керамических слоев или волокон, покрывающий после размещения как стеклянный компонент, так и внешнюю часть твердого электролита, отличающееся тем, что между листом (120; 220) бумаги на основе керамических слоев или волокон и внешней частью твердого электролита (106; 106а, 106b) предусмотрен тонкий слой стекла (228; 328).
2. Плоское устройство по п. 1, отличающееся тем, что периферия верхней поверхности второго соединительного элемента (114; 214) проходит наружу за пределы стеклянного компонента (118; 218) периферийного уплотняющего элемента, и при этом лист (120) бумаги на основе керамических слоев или волокон проходит наружу за пределы стеклянного компонента поверх периферии верхней поверхности второго соединительного элемента.
3. Плоское устройство по п. 2, отличающееся тем, что между листом (120; 220) бумаги на основе керамических слоев или волокон и периферией верхней поверхности второго соединительного элемента предусмотрен тонкий слой стекла (228; 328).
4. Плоское устройство по любому из пп. 1, 2 и 3, отличающееся тем, что поверхность второго соединительного элемента (214), к которой прикреплен стеклянный компонент (218, 228), предварительно обработана защитным покрытием (232), предназначенным для обеспечения адгезии и стойкости стекла.
5. Плоское устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первый соединительный элемент (212) содержит периферийную часть (224), форма которой позволяет прижимать лист (120) бумаги на основе керамических слоев или волокон к стеклянному компоненту (118; 218) периферийного уплотняющего элемента (116).
6. Плоское устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что между листом (120; 220) бумаги на основе керамических слоев или волокон и первым соединительным элементом (112) расположена разделительная деталь (230; 330), при этом разделительная деталь выполнена с возможностью прижимания листа бумаги на основе керамических слоев или волокон к периферийному уплотняющему элементу (116) с определенным прижимным усилием.
7. Плоское устройство по п. 6, отличающееся тем, что определенное прижимное усилие меньше соответствующего прижимного усилия, которое действует на по меньшей мере один блок (100; 100а, 100b) CAE.
8. Плоское устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что второй соединительный элемент (214) обеспечивает опору выступающей части (226; 326), которая образует обод, расположенный снаружи стеклянного компонента (218; 318) периферийного уплотняющего элемента (116), и предоставляет стеклянному компоненту опору, или содержит такую часть.
9. Плоское устройство по п. 8, отличающееся тем, что верхняя поверхность выступающей части (226; 326) расположена практически на одном уровне с верхней поверхностью твердого электролита (106; 106а, 106b), и при этом лист (120; 220) бумаги на основе керамических слоев или волокон периферийного уплотняющего элемента (116) проходит поверх выступающей части так, что выступающая часть обеспечивает листу бумаги на основе керамических слоев или волокон механическую опору.
10. Плоское устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что между вторым соединительным элементом (114; 214) и указанным по меньшей мере одним блоком (100; 100а, 100b) CAE содержит пористый контактирующий слой (122; 222; 122а, 122b; 222а, 222b), и при этом внешний торец пористого контактирующего слоя расположен смежно со стеклянным компонентом (118; 218) периферийного уплотняющего элемента.
11. Плоское устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит один блок (100) CAE, расположенный между первым соединительным элементом (112; 212) и вторым соединительным элементом (114; 214), и при этом периферийный уплотняющий элемент (116) окружает блок CAE.
12. Плоское устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что содержит несколько блоков (100а, 100b) CAE, расположенных между первым соединительным элементом (112; 212) и вторым соединительным элементом (114; 214), и при этом периферийный уплотняющий элемент (116) окружает по меньшей мере один из блоков CAE из нескольких блоков CAE.
13. Плоское устройство по п. 12, отличающееся тем, что периферийный уплотняющий элемент (116) окружает каждый блок CAE из нескольких блоков (100а, 100b) CAE.
14. Плоское устройство по п. 12, отличающееся тем, что содержит несколько периферийных уплотняющих элементов, при этом каждый из указанных нескольких периферийных уплотняющих элементов окружает по меньшей мере один блок CAE.
15. Плоское устройство по пп. 10 и 14, отличающееся тем, что пористый контактирующий слой (122а, 122b) не является сплошным и не проходит между двумя периферийными уплотняющими элементами.
16. Плоское устройство по п. 12, отличающееся тем, что периферийный уплотняющий элемент окружает по меньшей мере два блока CAE из нескольких блоков (100а, 100b) CAE, и при этом оно содержит по меньшей мере одну полосу уплотняющего элемента, расположенную между указанными двумя блоками CAE с предотвращением либо утечки окисляющего газа или горючего газа в окружающую среду, либо смешивания указанных двух газов; и при этом полоса уплотняющего элемента содержит стеклянный компонент (318; 418) полосы, и лист (220) бумаги на основе керамических слоев или волокон после размещения покрывает сторону стеклянного компонента полосы, обращенную к первому соединительному элементу (112; 212).
17. Плоское устройство по п. 16, отличающееся тем, что стеклянный компонент (318; 418) полосы прикреплен либо к верхней поверхности второго соединительного элемента (114; 214), либо к пористому контактирующему слою (122а, 122b).
18. Плоское устройство по п. 17, отличающееся тем, что стеклянный компонент (318; 418) полосы прикреплен к верхней поверхности второго соединительного элемента (114; 214), и при этом поверхность второго соединительного элемента (214), к которой прикреплен стеклянный компонент (318, 418) полосы, предварительно обработана защитным покрытием, предназначенным для обеспечения адгезии и стойкости стекла.
19. Плоское устройство по любому из пп. 16, 17 и 18, отличающееся тем, что стеклянный компонент (318; 418) расположен смежно с торцом по меньшей мере одного из слоев (106а, 106b) твердого электролита, и при этом лист (220) бумаги на основе керамических слоев или волокон покрывает как стеклянный компонент, так и внешнюю часть слоя твердого электролита.
20. Плоское устройство по любому из пп. 16-19, отличающееся тем, что нижняя сторона первого соединительного элемента (212) содержит выступ (324), форма поверхности которого позволяет прижимать лист (220) бумаги на основе керамических слоев или волокон к стеклянному компоненту (318; 418) полосы уплотняющего элемента.
21. Плоское устройство по любому из пп. 16-19, отличающееся тем, что между листом (220) бумаги на основе керамических слоев или волокон полосы уплотняющего элемента и первым соединительным элементом (112) предусмотрена разделительная деталь (330), при этом разделительная деталь выполнена с возможностью прижимания листа бумаги на основе керамических слоев или волокон к полоске уплотняющего элемента с определенным прижимным усилием.
22. Плоское устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный лист бумаги на основе керамических слоев или волокон представляет собой лист, содержащий слюду.
23. Плоское устройство по п. 22, отличающееся тем, что слюда в листе из слюды предусмотрена в виде слоев.
RU2019106227A 2016-09-16 2016-09-16 Плоское устройство с гибридным уплотнением, содержащее по меньшей мере один высокотемпературный электрохимический элемент и гибридное уплотнение RU2019106227A (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2016/055552 WO2018051169A1 (en) 2016-09-16 2016-09-16 Hybrid seal and planar arrangement comprising at least one high temperature electrochemical cell and a hybrid seal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2019106227A true RU2019106227A (ru) 2020-10-16
RU2019106227A3 RU2019106227A3 (ru) 2020-10-16

Family

ID=57184563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106227A RU2019106227A (ru) 2016-09-16 2016-09-16 Плоское устройство с гибридным уплотнением, содержащее по меньшей мере один высокотемпературный электрохимический элемент и гибридное уплотнение

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190379076A1 (ru)
EP (1) EP3512984A1 (ru)
KR (1) KR20190077334A (ru)
RU (1) RU2019106227A (ru)
WO (1) WO2018051169A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11121382B2 (en) * 2018-01-08 2021-09-14 Cummins Enterprise, Llc Solid oxide fuel cell stacks having a barrier layer and associated methods thereof
DE102021205989A1 (de) 2021-06-14 2022-12-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelleneinheit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5952116A (en) 1995-02-16 1999-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Solid electrolyte high temperature fuel cell module and method for its operation
US7258942B2 (en) * 2002-04-26 2007-08-21 Battelle Memorial Institute Multilayer compressive seal for sealing in high temperature devices
US20090311570A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Battelle Memorial Institute SOFC Double Seal with Dimensional Control for Superior Thermal Cycle Stability
DE102011011107B4 (de) * 2011-02-12 2013-07-11 Schott Ag Sperrschicht aus Glas auf Metall, Verbundsystem, Brennstoffzelle mit der Sperrschicht, Verfahren zum Versehen von Metallen mit einer Sperrschicht sowie zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels
KR20140092981A (ko) * 2013-01-16 2014-07-25 삼성전자주식회사 하이브리드 실링구조를 갖는 고체 산화물 연료전지

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019106227A3 (ru) 2020-10-16
WO2018051169A1 (en) 2018-03-22
US20190379076A1 (en) 2019-12-12
KR20190077334A (ko) 2019-07-03
EP3512984A1 (en) 2019-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005026413D1 (de) Membranelektrodenanordnung
JP2013509589A5 (ja) 拡散バリアを備える電極を含む電気化学気体センサ、電極アセンブリ及び拡散バリアを通過する気体輸送を制限する方法
CN100499232C (zh) 燃料电池用密封垫的制造方法
RU2019106227A (ru) Плоское устройство с гибридным уплотнением, содержащее по меньшей мере один высокотемпературный электрохимический элемент и гибридное уплотнение
JP2016157518A5 (ru)
WO2007035293A3 (en) Gasketed subassembly for use in fuel cells
KR101628483B1 (ko) 전극막 접합체의 제조방법
JP2015522914A5 (ja) 燃料電池アセンブリを組み立てる方法
US8067128B2 (en) Sealing structure of fuel cell and method for manufacturing the same
US20140220473A1 (en) Fuel Cell Assembly
DE502005009781D1 (de) Substrat mit integrierter Dichtung
DE502006009217D1 (de) Verbesserte membran-elektrodeneinheiten und brennstoffzellen mit langer lebensdauer
WO2007063392A3 (en) Bonding structure of separator and fuel cell
KR100227328B1 (ko) 금속적층형 가스킷
JP2020501298A5 (ru)
WO2013052751A8 (en) Multilayer gasket with segmented integral stopper feature
MX2020000100A (es) Metodos y aparatos para interconectar sensores con materiales fluidos.
JP6104103B2 (ja) 燃料電池
JP2006520081A (ja) 多重高さ表面の密封
WO2016080628A1 (ko) 제빵용 트레이 및 그의 제조방법
GB2525873A (en) Gas burner
JP2006216400A (ja) 燃料電池用セパレータのシール構造、複数部材間のシール構造
KR101772258B1 (ko) 이차전지
KR102144191B1 (ko) 교체가 용이한 연료전지 스택유닛 및 그 제조방법
JP6133255B2 (ja) 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体