RU2128385C1 - Solid-oxide fuel cell electrode and its manufacturing process - Google Patents
Solid-oxide fuel cell electrode and its manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128385C1 RU2128385C1 RU97119487A RU97119487A RU2128385C1 RU 2128385 C1 RU2128385 C1 RU 2128385C1 RU 97119487 A RU97119487 A RU 97119487A RU 97119487 A RU97119487 A RU 97119487A RU 2128385 C1 RU2128385 C1 RU 2128385C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- substrate
- electrode
- discharge
- layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимической энергетики - непосредственного преобразования химической энергии водородосодержащего топлива в электрическую энергию с помощью твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). The invention relates to the field of electrochemical energy - the direct conversion of the chemical energy of hydrogen-containing fuel into electrical energy using solid oxide fuel cells (SOFC).
ТОТЭ являются более эффективными производителями электроэнергии, дающими при этом меньше загрязнений по сравнению с другими источниками электроэнергии и другими типами топливных элементов. При полной коммерциализации ТОТЭ, которая по прогнозам произойдет в течение 10 лет, они будут использоваться в качестве бытовых, транспортных и промышленных источников электроэнергии. SOFCs are more efficient producers of electricity, while providing less pollution than other sources of electricity and other types of fuel cells. With the full commercialization of SOFC, which is projected to happen within 10 years, they will be used as domestic, transport and industrial sources of electricity.
Принципиально ТОТЭ состоит из пористых катодного (воздушного) и анодного (топливного) электропроводящих электродов, примыкающих с двух сторон к газоплотному слою ионопроводящего твердого электролита. Кислород воздуха диффундирует через поры катодного электрода к поверхности твердого электролита, диссоциируя и восстанавливаясь до O2-. Ион O2- мигрирует через твердый электролит к топливному электроду, где окисляет топливо, продиффундировавшее через поры анода. При этом выделяется тепло и электроэнергия. Продукты реакции удаляются через поры анода, а электрический ток снимается электропроводящими электродами.Fundamentally, SOFC consists of porous cathodic (air) and anode (fuel) conductive electrodes adjacent on both sides to a gas-tight layer of an ion-conducting solid electrolyte. Air oxygen diffuses through the pores of the cathode electrode to the surface of the solid electrolyte, dissociating and reducing to O 2– . The O 2– ion migrates through the solid electrolyte to the fuel electrode, where it oxidizes the fuel diffused through the pores of the anode. This generates heat and electricity. The reaction products are removed through the pores of the anode, and the electric current is removed by conductive electrodes.
С целью сохранения при эксплуатации целостности слоя твердого электролита необходимо иметь близкие значения коэффициентов линейного термического расширения твердого электролита и электродов ТОТЭ. В связи с этим, электроды ТОТЭ в большинстве случаев состоят из частиц твердого электролита, соединенных между собой и с поверхностью твердого электролита пористыми участками из материалов с высокой электронной или смешанной проводимостью. In order to maintain the integrity of the solid electrolyte layer during operation, it is necessary to have close values of the linear thermal expansion coefficients of the solid electrolyte and SOFC electrodes. In this regard, SOFC electrodes in most cases consist of solid electrolyte particles interconnected with each other and with the surface of the solid electrolyte by porous sections of materials with high electronic or mixed conductivity.
Наиболее широко используемые составы и структуры керметных электродов ТОТЭ описаны в [1] и [2]. В частности, в качестве катодного электрода применяется спеченная смесь порошков 0,92ZrO2•0,08Y2O3 - кислородпроводящий твердый электролит и 0,8CeO2•0,2SmO1,5 - до 50 об.%, керамика со смешанной проводимостью, а в качестве анодного электрода - спеченная смесь порошков 0,92ZrO2•0,08Y2O3 и никеля - до 50 об.%.The most widely used compositions and structures of cermet SOFC electrodes are described in [1] and [2]. In particular, as the cathode electrode applied sintered mixture of powders 0,92ZrO 2 • 0,08Y 2 O 3 - and a solid electrolyte oxygen-0,8CeO 2 • 0,2SmO 1,5 - up to 50 vol% ceramic mixed conductor. and as an anode electrode - a sintered mixture of powders of 0.92 ZrO 2 • 0.08 Y 2 O 3 and nickel - up to 50 vol.%.
Недостатком описанных керметов является их усадка в процессе эксплуатации и, как следствие, снижение диффузионных потоков реагентов, приводящее к снижению ресурсной мощности ТОТЭ. Наряду с этим, используемые керметы имеют пониженную каталитическую активность и повышенное значение электрического сопротивления. Это обусловлено тем, что области каталитической активности (трехфазные границы "газ - твердый электролит - электропроводящий материал") формируются при спекании спонтанно. Аналогично формируются и участки сквозной электрической проводимости и сквозной пористости. В результате большая часть объема электрода используется неэффективно, а формирующиеся межфазные электрические контакты вследствие малого развития поверхности имеют повышенное электрическое сопротивление. The disadvantage of the described cermets is their shrinkage during operation and, as a consequence, a decrease in the diffusion fluxes of reagents, leading to a decrease in the resource power of SOFC. Along with this, used cermets have a reduced catalytic activity and an increased value of electrical resistance. This is due to the fact that areas of catalytic activity (three-phase boundaries "gas - solid electrolyte - electrically conductive material") are formed during sintering spontaneously. Similarly, sections of through electrical conductivity and through porosity are formed. As a result, a large part of the electrode volume is used inefficiently, and the formed interfacial electrical contacts due to the small surface development have an increased electrical resistance.
Каталитическая активность керметных электродов была повышена техническим решением, описанном в [3], путем применения при спекании циклических окислительно-восстановительных процессов. Недостатком электродов ТОТЭ, описанных в прототипе настоящего изобретения [3], остается высокое содержание электропроводящей компоненты, имеющей более низкую температуру размягчения, чем твердый электролит. Возникающая в процессе эксплуатации усадка электрода, сцепленного со слоем твердого электролита, может привести к разрушению ТОТЭ либо к локальному снижению потоков окислителя и восстановителя и затруднению удаления продуктов реакции от трехфазных границ и, соответственно, к снижению ресурсных мощностных характеристик. The catalytic activity of cermet electrodes was increased by the technical solution described in [3], by using cyclic redox processes during sintering. The disadvantage of SOFC electrodes described in the prototype of the present invention [3], remains a high content of electrically conductive components having a lower softening temperature than a solid electrolyte. The shrinkage of an electrode that occurs during operation and is coupled to a layer of solid electrolyte can lead to the destruction of SOFC or to a local decrease in the flows of oxidizing agent and reducing agent and making it difficult to remove reaction products from three-phase boundaries and, accordingly, to reduce resource power characteristics.
Настоящее изобретение решает техническую задачу уменьшения объемной доли электропроводящей компоненты при низком общем сопротивлении кермета и создания развитых межфазных границ "газ - твердый электролит - электропроводящий материал". The present invention solves the technical problem of reducing the volume fraction of the electrically conductive component with a low total cermet resistance and the creation of developed interphase boundaries "gas - solid electrolyte - electrically conductive material".
Сущность изобретения состоит в том, что электрод твердооксидного топливного элемента, состоит из частиц твердого электролита, имеющих смешанную или ионную проводимость, и пористых участков электропроводящего материала, состоящих из распределенных по объему электрода кристаллических столбчатых структур электропроводящих материалов, контактирующих с частицами твердого электролита и поверхностью слоя твердого электролита через слой электропроводящих кластеров. The essence of the invention lies in the fact that the electrode of a solid oxide fuel cell consists of particles of a solid electrolyte having mixed or ionic conductivity and porous sections of an electrically conductive material consisting of crystalline columnar structures of electrically conductive materials distributed across the volume of the electrode in contact with the solid electrolyte particles and the layer surface solid electrolyte through a layer of electrically conductive clusters.
Повышение мощности ТОТЭ при использовании заявляемых электродов обусловлено развитием трехфазных границ, образуемых электропроводящими кристаллическими кластерами, граничащими с объемом газовых пор и твердым электролитом. Размер кластеров - минимальный для кристаллических образований. Кроме того, сквозная электронная проводимость электрода за счет непрерывной сетки столбчатых проводящих структур, окружающих частицы твердого электролита, которые контактируют со слоями проводящих кластеров на границе раздела "электрод - слой твердого электролита", приводит к снижению сопротивления электрода и к дополнительному повышению мощности ТОТЭ. The increase in SOFC power when using the inventive electrodes is due to the development of three-phase boundaries formed by electrically conductive crystalline clusters bordering on the volume of gas pores and solid electrolyte. The cluster size is the minimum for crystalline formations. In addition, the through electron conductivity of the electrode due to the continuous grid of columnar conductive structures surrounding solid electrolyte particles that contact the layers of conductive clusters at the electrode-solid electrolyte interface, leads to a decrease in electrode resistance and an additional increase in SOFC power.
Стабильность ресурсных мощностных характеристик ТОТЭ повышается за счет более эффективного использования объема электрода, позволяющего уменьшить содержание электропроводящей компоненты по сравнению с электродами, полученными спеканием. Это уменьшает усадку материала при его эксплуатации, так как создается твердый каркас из частиц высокотемпературного твердого электролита. The stability of the resource power characteristics of SOFC is increased due to a more efficient use of the volume of the electrode, which allows to reduce the content of the electrically conductive component in comparison with the electrodes obtained by sintering. This reduces the shrinkage of the material during its operation, as it creates a solid frame of particles of high-temperature solid electrolyte.
Как обнаружено нами при импедансных исследованиях твердого электролита с электродами из платины, нанесенными методами напекания и магнетронного напыления, в последнем случае переходное сопротивление контактов значительно ниже, а удельная каталитическая активность выше. При этом с понижением температуры электродов эта разница в сопротивлениях увеличивается. Значительно более низкими оказались и значения сопротивления электрохимических реакций (повышенная плотность тока ТОТЭ). As we found in impedance studies of a solid electrolyte with platinum electrodes deposited by sintering and magnetron sputtering methods, in the latter case, the contact transition resistance is much lower, and the specific catalytic activity is higher. In this case, with a decrease in the temperature of the electrodes, this difference in resistance increases. The resistance values of electrochemical reactions (increased SOFC current density) were also significantly lower.
Дополнительно повышение каталитической эффективности электродов ТОТЭ достигают тем, что столбчатые структуры и кластеры электропроводящей компоненты содержат кластеры катализаторов электродных химических реакций. Мелкокристаллические катализаторы реакций значительно ускоряют скорость каталитических реакций путем снижения энергии активации реакций. An additional increase in the catalytic efficiency of SOFC electrodes is achieved in that the columnar structures and clusters of the electrically conductive component contain clusters of catalysts for electrode chemical reactions. Fine crystalline reaction catalysts significantly accelerate the speed of catalytic reactions by reducing the activation energy of reactions.
Проницаемость электродов ТОТЭ для газовых компонент реакций может быть повышена тем, что размер частиц твердого электролита и/или размер пор возрастают в направлении от слоя твердого электролита. The permeability of SOFC electrodes for gas reaction components can be increased in that the particle size of the solid electrolyte and / or the pore size increase in the direction from the solid electrolyte layer.
Управлением размерами пор в электродах ТОТЭ достигается повышение проницаемости компонент реакций и повышается скорость реакций, а, значит, и мощность ТОТЭ
Регулированием распределения размеров частиц твердого электролита в электроде ТОТЭ можно повысить дополнительно проницаемость электродов и дополнительно уменьшить усадку электродов ТОТЭ.By controlling the pore size in the SOFC electrodes, an increase in the permeability of the reaction components is achieved and the reaction rate increases, and, therefore, the SOFC power
By controlling the particle size distribution of the solid electrolyte in the SOFC electrode, it is possible to further increase the permeability of the electrodes and further reduce the shrinkage of the SOFC electrodes.
Известны многочисленные способы изготовления электродов ТОТЭ:
- коллоидальное осаждение и спекание [4];
- прокатка и спекание [5];
- импрегнирование и спекание [6] и другие.Numerous methods for manufacturing SOFC electrodes are known:
- colloidal deposition and sintering [4];
- rolling and sintering [5];
- impregnation and sintering [6] and others.
Все перечисленные выше способы состоят из следующих операций: изготовление мелкодисперсных порошков, формовка слоев керметов на связке, высокотемпературное спекание, пропитка солями и другими соединениями, высокотемпературная обработка кермета. Недостатком этих способов является использование высокотемпературных (более 1200oC) технологических процессов, а также, в соответствии с [3], применение окислительно-восстановительных сред. Это может понизить характеристики одного из электродов ТОТЭ при изготовлении другого.All of the above methods consist of the following operations: the manufacture of fine powders, the formation of cermet layers on a binder, high-temperature sintering, impregnation with salts and other compounds, high-temperature processing of cermet. The disadvantage of these methods is the use of high-temperature (more than 1200 o C) technological processes, as well as, in accordance with [3], the use of redox media. This may lower the characteristics of one of the SOFC electrodes in the manufacture of the other.
Эти недостатки устранены в магнетронном методе изготовления ТОТЭ, описанном в патенте США [7]. Электроды ТОТЭ наносились совместным магнетронным распылением в смеси кислорода и аргона следующих материалов:
катод - серебро, цирконий, иттрий
анод - никель, цирконий, иттрий
Достоинством способа являются низкие температуры изготовления слоев (порядка 200oC). Однако, способ не давал возможности получения слоев с регулируемыми размерами пор, не обеспечивал снижение усадки при эксплуатации и не решал задачу согласования коэффициентов линейного термического расширения слоев ТОТЭ.These disadvantages are eliminated in the magnetron method of manufacturing SOFCs described in US patent [7]. SOFC electrodes were deposited by co-magnetron sputtering in a mixture of oxygen and argon of the following materials:
cathode - silver, zirconium, yttrium
anode - nickel, zirconium, yttrium
The advantage of this method is the low temperature of the manufacture of layers (about 200 o C). However, the method did not make it possible to obtain layers with adjustable pore sizes, did not provide a decrease in shrinkage during operation, and did not solve the problem of matching the coefficients of linear thermal expansion of SOFC layers.
Изобретение решает техническую задачу получения магнетронным напылением электродов ТОТЭ, содержащих жесткий каркас из частиц твердого электролита, с регулируемой пористостью токопроводящих участков. The invention solves the technical problem of obtaining magnetron sputtering SOFC electrodes containing a rigid frame of solid electrolyte particles, with adjustable porosity of the conductive sections.
В предлагаемом нами способе магнетронного напыления электродов ТОТЭ в разряд вводят частицы твердого электролита. Напыляемая проводящая компонента в виде кластеров конденсируется на подложке и на частицах твердого электролита, оседающих на подложку. Напыляемая проводящая компонента образует столбчатые токопроводящие структуры, пористость которых регулируют. Количество подаваемых в разряд частиц согласовано со скоростью напыления столбчатых структур таким образом, чтобы напыляемый электрод имел высокую электронную проводимость. In our proposed method for magnetron sputtering of SOFC electrodes, solid electrolyte particles are introduced into the discharge. The sprayed conductive component in the form of clusters condenses on the substrate and on solid electrolyte particles deposited on the substrate. The sprayed conductive component forms columnar conductive structures whose porosity is controlled. The number of particles supplied to the discharge is consistent with the deposition rate of columnar structures so that the sprayed electrode has high electronic conductivity.
Сущность изобретения состоит в том, что напыление пористых столбчатых слоев ТОТЭ магнетронным напылением проводят при верхнем расположении магнетрона над подложкой так, чтобы ось пучка распыленных частиц образовывала угол α с плоскостью подложки, а при цилиндрической подложке - угол α с образующей цилиндрической поверхности. Через заданный интервал времени производят изменение угла наклона оси пучка на 90o и 180o-α. При этом в разряд через определенные интервалы времени подают порции фракций частиц твердого электролита, размер которых увеличивают по мере возрастания толщины слоя. Увеличение размера поры достигают уменьшением угла α и увеличением интервала времени до перевода подложки из положения α в положение угла 90o и 180o-α. Потенциал подложки поддерживается более низким, чем потенциал анода магнетрона.The essence of the invention lies in the fact that the sputtering of porous columnar layers of SOFC by magnetron sputtering is carried out at the top location of the magnetron above the substrate so that the axis of the beam of atomized particles forms an angle α with the plane of the substrate, and with a cylindrical substrate, angle α with the generatrix of the cylindrical surface. After a given time interval, a change in the angle of inclination of the beam axis by 90 o and 180 o -α. At the same time, portions of fractions of solid electrolyte particles are fed into the discharge at certain time intervals, the size of which increases with increasing layer thickness. An increase in pore size is achieved by decreasing the angle α and increasing the time interval until the substrate is transferred from position α to position 90 ° and 180 ° -α. The substrate potential is kept lower than the magnetron anode potential.
Для повышения скорости образования кластеров на поверхности частиц, вводимых в разряд, производят увеличение давления инертного газа и плотности разрядного тока до возникновения процесса конденсации распыляемого материала на поверхность частиц, подаваемых в разряд в процессе их перемещения в разряде к поверхности подложки. To increase the rate of cluster formation on the surface of particles introduced into the discharge, an inert gas pressure and discharge current density are increased until the process of condensation of the sprayed material onto the surface of the particles supplied to the discharge during their movement in the discharge to the substrate surface occurs.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ТОТЭ, ПРИМЕНИМЫЙ ДЛЯ ПЛОСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Нанесение анодного электрода ТОТЭ осуществляют, например, на несущую пластину из катодного материала, перовскита LaxSr1-xMnO3 с нанесенным на него покрытием из твердого электролита 0,92ZrO2•0,08Y2O3.EXAMPLE OF PERFORMANCE AND MANUFACTURE OF SOFC ELECTRODE APPLICABLE TO PLANE AND CYLINDRICAL SURFACES
Application of the SOFC anode electrode is carried out, for example, on a carrier plate of cathode material, La x Sr 1-x MnO 3 perovskite coated with a solid electrolyte coating of 0.92 ZrO 2 • 0.08 Y 2 O 3 .
В том случае, если в качестве несущего выбран твердый электролит, то описанным ниже способом наносят также катодный электрод. In the event that a solid electrolyte is selected as the carrier, a cathode electrode is also applied in the manner described below.
Анодный электрод ТОТЭ толщиной 0,15 мм состоит из слоев порошка твердого электролита с размерами частиц 2 и 4 мкм, а также кластеров и столбчатых структур, напыленных магнетронным распылением никеля. The 0.15 mm thick SOFC anode electrode consists of layers of solid electrolyte powder with particle sizes of 2 and 4 μm, as well as clusters and columnar structures sprayed with magnetron sputtering of nickel.
Никелевая мишень диаметром 50 мм изготовляется из пластины толщиной 1 мм и скрепляется с диамагнитной проводящей подложкой толщиной порядка 2 мм для сохранения необходимой величины магнитного поля перед никелевой пластиной. Мишень устанавливают в установку магнетронного напыления. Напыление никеля вели в режиме:
- давление аргона (1-2)-10-2 Торр;
- напряжение 1,2 кВ;
- ток разряда 0,1 А;
- отрицательное смещение напряжения подложки относительно анода - 100 В;
- скорость напыления никеля 6 мкм/час.A nickel target with a diameter of 50 mm is made of a 1 mm thick plate and bonded to a diamagnetic conductive substrate with a thickness of about 2 mm to maintain the required magnetic field in front of the nickel plate. The target is installed in a magnetron sputtering unit. Nickel deposition was carried out in the following mode:
- argon pressure (1-2) -10 -2 Torr;
- voltage 1.2 kV;
- discharge current 0.1 A;
- negative offset voltage of the substrate relative to the anode is 100 V;
- nickel deposition rate of 6 μm / hour.
Первоначально подложку перекрывали заслонкой и в течение 10 минут проводили очистку мишени распылением в аргоне в указанном режиме. Initially, the substrate was covered with a shutter and for 10 minutes the target was cleaned by sputtering in argon in the specified mode.
Далее в течение 1-1,5 минут проводили напыление кластерного подслоя, затем приступали к подаче в разряд фракции твердого электролита с размером частиц 2 мкм. Подачу этой фракции вели до толщины слоя 0,05 мм. С этой целью для напыления выбрали следующий режим:
- подача частиц порциями, обеспечивающими образование монослоя частиц;
- напыление никеля под углами α = -60o, 0, 60o по отношению нормали к подложке. Угол меняли для каждого монослоя частиц.Then, for 1-1.5 minutes, a cluster sublayer was sprayed, then the fraction of solid electrolyte with a particle size of 2 μm was fed into the discharge. The feed of this fraction was conducted to a layer thickness of 0.05 mm. For this purpose, the following mode was chosen for spraying:
- supply of particles in portions, ensuring the formation of a monolayer of particles;
- deposition of Nickel at angles α = -60 o , 0, 60 o in relation to the normal to the substrate. The angle was changed for each monolayer of particles.
Толщина слоя никеля, напыляемого на монослой частиц, - 0,2 мкм. Периметр поры L оценивали формулой L = 3•v•Δt, где v - скорость напыления (мкм/мин), Δt - время запыления слоя (мин). В нашем случае v=0,1 мкм/мин, Δt = =2 мин, L=0,6 мкм. The thickness of the nickel layer sprayed onto the monolayer of particles is 0.2 μm. The pore perimeter L was estimated by the formula L = 3 • v • Δt, where v is the deposition rate (μm / min), Δt is the layer dusting time (min). In our case, v = 0.1 μm / min, Δt = 2 min, L = 0.6 μm.
Первоначально напыляли 25 монослоев частиц твердого электролита с размером частиц 2 мкм с выдержкой 2 минуты на запыление каждого монослоя (50 минут, толщина слоя порядка 50 мкм),
Далее приступали к подаче последовательно 25 монослоев частиц твердого электролита с размером в 4 мкм с выдержкой 3 минуты на запыление каждого монослоя (общее время напыления слоя 75 минут, толщина слоя - порядка 100 мкм). Общее время изготовления электрода 125 мин. При этом нагрев подложки не более 200oC.Initially, 25 monolayers of solid electrolyte particles with a particle size of 2 μm were sprayed with a 2-minute exposure to dust each monolayer (50 minutes, a layer thickness of about 50 μm),
Next, we proceeded to supply successively 25 monolayers of particles of solid electrolyte with a size of 4 μm with a shutter speed of 3 minutes for dusting each monolayer (the total spraying time of the layer is 75 minutes, the thickness of the layer is about 100 μm). The total electrode manufacturing time is 125 minutes. When this heating the substrate is not more than 200 o C.
Источники информации
1. T. Kenjo at al. High temperature air cathodes containing ion conductive oxides// J.Electrochem.Soc., v. 138 (1991), N 2, p. 349.Sources of information
1. T. Kenjo at al. High temperature air cathodes containing ion conductive oxides // J.Electrochem.Soc., V. 138 (1991), N 2, p. 349.
2. A. Isenberg at al. Sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells// Patent USA N 4702971, May 28, 1986. 2. A. Isenberg at al. Sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells // Patent USA N 4702971, May 28, 1986.
3. A.Isenberg at al. High performance cermet electrodes // Patent USA N 4582766, Apr. 15, 1986. 3. A. Isenberg at al. High performance cermet electrodes // Patent USA N 4582766, Apr. 15, 1986.
4. S. de Souza at al YSZ Thin-film electrolytes for high power reduced temperature solid oxide fuel cells // An Electr. Power Research Institute and Gas Research Institute, Fuel Cell Workshop on Fuel Cell Technology Research and Development, 1996. 4. S. de Souza at al YSZ Thin-film electrolytes for high power reduced temperature solid oxide fuel cells // An Electr. Power Research Institute and Gas Research Institute, Fuel Cell Workshop on Fuel Cell Technology Research and Development, 1996.
5. Minh N. , Monolithic fuel cell having improved Interconnect layer// Patent USA N 5356700, Oct. 18, 1994. 5. Minh N., Monolithic fuel cell having improved Interconnect layer // Patent USA N 5356700, Oct. 18, 1994.
6. Ruka R. J. at al. Modified cermet fuel electrodes for solid oxide electrochemical cells // Patent USA N 5021304, Jun. 4, 1991. 6. Ruka R. J. at al. Modified cermet fuel electrodes for solid oxide electrochemical cells // Patent USA N 5021304, Jun. 4, 1991.
7. Barnett at al. Solid-oxide fuel cells // Patent USA N 5395704, May 7, 1995. 7. Barnett at al. Solid-oxide fuel cells // Patent USA N 5395704, May 7, 1995.
Claims (5)
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при напылении увеличивают давление инертного газа и плотность разрядного тока до возникновения процесса конденсации распыляемого материала на поверхность частиц, подаваемых в разряд в процессе их перемещения в разряде к поверхности подложки.5. A method of manufacturing an electrode of a solid oxide fuel cell, which consists in magnetron sputtering on a substrate, characterized in that the deposition of porous columnar layers is carried out at a substrate potential lower than the anode potential, when the magnetron is located above the substrate so that the beam axis forms an angle α with the plane substrate, and the cylindrical substrate at the angle α with a generatrix with a change after a predetermined time interval by an angle 90 o and 180 o -α, wherein a discharge at predetermined time intervals Fractions fed batch second solid electrolyte particles, the size of which increases with increasing layer thickness, the pore size increase is achieved decreasing angle α and increasing the time interval to the substrate transfer position angle 90 o and 180 o -α.
6. The method according to claim 5, characterized in that during spraying, the inert gas pressure and the discharge current density are increased until the process of condensation of the sprayed material onto the surface of the particles supplied to the discharge during their movement in the discharge to the substrate surface occurs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97119487A RU2128385C1 (en) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | Solid-oxide fuel cell electrode and its manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97119487A RU2128385C1 (en) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | Solid-oxide fuel cell electrode and its manufacturing process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2128385C1 true RU2128385C1 (en) | 1999-03-27 |
Family
ID=20199318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97119487A RU2128385C1 (en) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | Solid-oxide fuel cell electrode and its manufacturing process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2128385C1 (en) |
-
1997
- 1997-11-25 RU RU97119487A patent/RU2128385C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4582766A (en) | High performance cermet electrodes | |
Mogensen et al. | Kinetic and geometric aspects of solid oxide fuel cell electrodes | |
JP5015598B2 (en) | Method for producing solid oxide fuel cell | |
Perednis et al. | Solid oxide fuel cells with electrolytes prepared via spray pyrolysis | |
RU2342740C2 (en) | Solid oxide fuel cells with bearing anode and cermet ionogen | |
US4702971A (en) | Sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells | |
US5670270A (en) | Electrode structure for solid state electrochemical devices | |
US5151334A (en) | Fuel cell utilizing solidous electrolyte | |
US4812329A (en) | Method of making sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells | |
US4555453A (en) | Method for forming molten carbonate fuel cell component and structure | |
US20050214612A1 (en) | Solid state electrochemical composite | |
JP2695641B2 (en) | Method for manufacturing solid electrolyte fuel cell | |
JP2001243966A (en) | Solid oxide fuel cell | |
JPH11297333A (en) | Fuel electrode and solid electrolyte fuel cell using the same | |
KR20040089525A (en) | Fuel Cell and Passive Support | |
JP2513920B2 (en) | Fuel electrode for solid electrolyte fuel cell and method for manufacturing the same | |
AU2003229677A1 (en) | High-temperature solid electrolyte fuel cell comprising a composite of nanoporous thin-film electrodes and a structured electrolyte | |
US7691770B2 (en) | Electrode structure and methods of making same | |
JPH05151981A (en) | Solid electrolyte fuel cell | |
JP3259756B2 (en) | Multilayer solid electrolyte for solid fuel cells | |
RU2128385C1 (en) | Solid-oxide fuel cell electrode and its manufacturing process | |
RU2197039C2 (en) | Solid-oxide fuel cell and its manufacturing process | |
JP5550223B2 (en) | Ceramic electrolyte processing method and related products | |
JP2947495B2 (en) | Fuel electrode fabrication method for solid oxide fuel cells | |
JPH08293310A (en) | Manufacture of solid electrolytic film |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081126 |