TW201448326A - 抗磨損固體氧化物燃料電池電極墨水 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種形成固體氧化物燃料電池(SOFC)之方法，該方法包括共燒製陽極及陰極電極層，此涉及在陰極印刷循環期間將未燒製陽極置於表面上。為避免生坯陽極墨水對電解質及陰極製造循環造成損傷，使用抗磨損墨水來印刷該陽極電極層。

Description

抗磨損固體氧化物燃料電池電極墨水
本發明大體上係關於燃料電池組分，及尤其係關於固體氧化物燃料電池陽極材料。
燃料電池為可高效率地將儲存於燃料中之能量轉化為電能之電化學裝置。電解槽電池為可使用電能將所給定材料諸如水還原以產生燃料諸如氫之電化學裝置。燃料及電解槽電池可包括以燃料電池及電解模式兩種模式操作之可逆電池。
於諸如固體氧化物燃料電池(SOFC)系統之高溫燃料電池系統中，使氧化流通過燃料電池之陰極側，同時使燃料流通過燃料電池之陽極側。該氧化流通常為空氣，而該燃料流可為烴燃料，諸如甲烷、天然氣、戊烷、乙醇、或甲醇。在介於750℃與950℃之間之典型溫度下操作之燃料電池可實現將負電荷氧離子從陰極流動物流輸送至陽極流動物流，其中該離子與游離氫或烴分子中之氫中任一種氫組合以形成水蒸氣及/或與一氧化碳組合以形成二氧化碳。來自負電荷離子之過量的電子通過在陽極與陰極之間完成之電路依路線回至燃料電池之陰極側，導致電流流過該電路。固體氧化物可逆燃料電池(SORFC)系統在燃料電池或放電模式中由燃料及氧化劑產生電能及反應物產物(即，經氧化之燃料)及在電解或充電模式中利用該電能產生燃料及氧 化劑。
一種製造SOFC之實施例方法包括：使用抗磨損墨水在平板式固體氧化物電解質之第一側上形成第一電極；將該第一電極乾燥；於燒製該第一電極之前在該固體氧化物電解質之第二側上形成第二電極；將該第二電極乾燥；及在單一燒製步驟中燒製該第一及第二電極。
5‧‧‧裸板式固體氧化物電解質/電解質基板
101‧‧‧有槽盒
102‧‧‧陽極層印刷循環
103‧‧‧升降機
105‧‧‧移動樑式輸送機
117‧‧‧乾燥機帶
118‧‧‧乾燥機帶
120‧‧‧乾燥機
123‧‧‧經印刷之未燒製陽極層
130‧‧‧盒
132‧‧‧升降機
133‧‧‧陰極
134‧‧‧移動樑式輸送機
136‧‧‧陰極層印刷循環
138‧‧‧乾燥機/經乾燥之電解質
140‧‧‧未燒結固體氧化物燃料電池
142‧‧‧加熱爐
200‧‧‧固體氧化物燃料電池
202‧‧‧陽極電極
204a‧‧‧陽極子層
204b‧‧‧陽極子層
206‧‧‧固體氧化物電解質
208‧‧‧陰極電極
210a‧‧‧陰極子層
210b‧‧‧陰極子層
併入本文中並構成本說明書之一部分之附圖例示本發明之示例性態樣。結合上文所給的一般陳述及下文所給的詳細陳述，該等圖可用來說明本發明之特徵。
圖1為用於利用共燒製陽極及陰極層製造SOFC之裝置及方法步驟之示意圖。
圖2繪示一實施例SOFC之橫截面側視圖。
於若干種SOFC製造流程中，將電極施加至燃料電池組分且接著於高溫下燒製。通常，SOFC電極會在將電極施加至燃料電池與最終的電極燒製步驟之間經過若干個處理步驟。特定言之，在其中兩個電極於未經燒製下進行施加之流程中，可能會在該等電極之間發生交叉污染、或磨損，從而導致降低之電池性能。
各種實施例提供用於藉由改變用於印刷其一或多個子層之墨水之組成改良電極抗磨損性之方法及系統。
如本文所用，術語「約」及「大約」在描述數值或數值之範圍時可互換使用以指加上或減去10%之偏差，諸如加上或減去1至5%。
SOFC陽極電極可藉由沉積第一陽極子層於陶瓷電解質之第一側之上，讓該第一子層於相對低的溫度下乾燥，且接著可視需要沉積第二陽極子層於經乾燥但未經燒製之第一陽極子層之頂部上形成。 SOFC陰極電極可藉由沉積第一陰極子層於該電解質之相對的第二側之上，讓該第一子層於相對低的溫度下乾燥，且接著可視需要沉積第二陰極子層於經乾燥但未經燒製之第一陰極子層之頂部上形成。若需要，則該等電極可包含多於兩個子層。陽極及陰極墨水之子層沉積可利用噴灑、薄帶壓延(tape calendaring)、薄帶澆鑄(tape casting)、溶液澆鑄、噴墨印刷或利用具有高線密度之軋平式網格之網版印刷進行。
通常，陽極子層可個別地或以單一陽極層燒製方式燒製。類似地，陰極子層可通常個別地或以單一陰極層燒製方式燒製。於一個較佳實施例中，陽極層及陰極層可同時於同一時間燒製(亦即，「共燒製」)。例如，在陽極子層之沉積及乾燥之後，替代燒製陽極地，可翻轉電解質使其倒置地置於支撐件(例如，輸送機、移動臂、平臺等等)上及送至陰極印刷站。於印刷站處，可沉積一或多個陰極子層並乾燥。可接著將包含經乾燥之陽極及陰極電極層二者之電解質基板提供至在同一步驟中共燒製陽極及陰極層之加熱爐或另一加熱設備(例如，加熱燈、加熱設備等等)。
圖1繪示一種適於與各種實施例併用之藉由共燒製製造陽極及陰極電極之方法。
可將裸板式固體氧化物電解質5(諸如經氧化鈧或氧化釔穩定之氧化鋯電解質)拆裝並置於有槽盒101中。可將各盒安裝至升降機103中，該升降機係將個別電解質基板5定位至移動樑式輸送機105上。該移動樑式輸送機可輸送電解質基板5以供陽極層印刷循環102用。於一個實施例中，可藉由拾取頭(pick-up head)將電解質基板置於印刷工具板上。於一個實施例中，拾取頭可配置有伯努利(Bernoulli)墊或真空彈簧式探針(pogo pin)陣列以拾取電解質基板。
一旦將基板定位，則可將陽極墨水印刷至該基板上以形成陽極子層。於一個實施例中，陽極印刷循環可如薄帶壓延、薄帶澆鑄、溶 液澆鑄、噴墨印刷、噴灑或使用適宜設備(例如，用於網版印刷之具有高線密度之軋平式網格)之網版印刷方法來實施。各種製程參數可經調整以達成所欲層沉積厚度及品質。
在完成陽極網版印刷循環之後，可人工地或藉由任何適宜機器或裝置升起經印刷之電解質基板5，接著輸送以供乾燥用。於一個實施例中，可將經印刷之電解質基板5釋放至乾燥機帶117上。乾燥機可利用任何適宜之乾燥機制，例如，利用紅外線加熱、紫外線燈、熱(例如，加熱爐)加熱等等之乾燥製程。電解質基板5可藉由帶117輸送至可具有一或多個加熱區段之乾燥機120。
可人工地或藉由機器從乾燥機120移除具有第一陽極子層之經乾燥之電解質，及可返送至網版印刷站之升降機103以供沉積第二陽極子層用。於第一陽極子層上之第二陽極子層之形成可重複用於形成第一陽極子層之相同印刷及乾燥步驟。於另一個實施例中，電極可包含多於兩個子層，及若需要則可將具有兩個陽極子層之電解質返送至升降機103以供一或多個額外循環用以形成多於兩個陽極子層。於另一個實施例中，陽極可僅為一層，因此僅需要一個陽極印刷循環及一個乾燥循環。於一或多個陽極子層之印刷及乾燥之後，可將具有經印刷之未燒製陽極層123之基板5輸送至陰極網版印刷循環。類似於陽極印刷站，可將盒130安裝至升降機132中，該升降機可將個別的具有經印刷之未燒製陽極層123之電解質基板5面朝下地定位於移動樑式輸送機134上(亦即，未燒製陽極層123接觸(例如，平躺於)諸如輸送機134之支撐件)。移動樑式輸送機可輸送基板以供陰極層印刷循環136用。為了在電解質之第二側上進行陰極印刷，可將基板置於移動樑式輸送機134之帶上，使得該第一側上之經印刷之陽極層面向該帶。
可採用類似用於形成陽極層之其等方法之基於墨水之方法，利用薄帶壓延、薄帶澆鑄、溶液澆鑄、噴墨印刷、噴灑或網版印刷來沉 積陰極層(例如，一或多個陰極子層)133於第二側上。於一個實施例中，陽極及陰極印刷循環102、136係使用相同的印刷站進行。於另一個實施例中，該等循環係使用分開的陽極及陰極印刷站進行。
於陰極印刷循環之後，陰極層或子層133可藉由乾燥機帶118輸送至可具有一或多個加熱區段之乾燥機138。可人工地或藉由機器從乾燥機138移除具有未燒製陽極層123及經乾燥之陰極子層之經乾燥之電解質，及可返送至網版印刷站之升降機132以供沉積第二陰極子層用。於第一陰極子層上之第二陰極子層之形成可重複用於形成第一陰極子層之相同印刷及乾燥步驟。於另一個實施例中，該等電極可包含多於兩個子層，及若需要則可將具有兩個陰極子層之電解質返送至升降機132以供一或多個額外循環用以形成多於兩個陰極子層。於另一個實施例中，陰極可僅為一個子層，因此僅需要一個陰極印刷循環及乾燥循環。於替代實施例中，陰極及陽極印刷循環之順序可反轉(亦即，在形成陽極層之前，先形成陰極層)。
於陰極印刷及乾燥步驟之後，可將未燒結固體氧化物燃料電池140(例如，具有未燒製/未燒結陽極123及陰極133者)提供至加熱設備，諸如加熱爐142，在該加熱設備中同時燒製(亦即，「共燒製」)陽極及陰極。共燒製可包括例如黏結劑燒盡及電解質燒結二者，其可使用單一高溫爐進行。各種實施例中之陽極及陰極乾燥步驟可利用多種固化技術(例如，熱固化、紫外線固化、紅外線固化等等)中之任何技術來使含於墨水中之聚合物黏結劑交聯及/或互鎖鏈。各個乾燥循環可在例如2至20分鐘之相對短的時段內進行。於一個實施例中，乾燥步驟可在150℃或更低，諸如100℃至150℃之溫度下進行。相對地，陽極及陰極電極之共燒製可在1000℃至1300℃之溫度下進行，及可能會花一至六小時才可完成。
於一個實施例中，在共燒製之前，未燒結氧化物燃料電池140可 與利用相同方法形成之其他未燒結固體氧化物燃料電池堆疊，可製得SOFC堆疊，於加熱爐140中燒製該SOFC堆疊。以此方式，可在平板式固體氧化物電解質之第一側上形成陰極電極，及在平板式固體氧化物電解質之第二側上形成陽極電極。
雖然陽極及陰極層之共燒製可節省時間及能量，但該共燒製引起由於基板在至少一個陰極子層之印刷及乾燥期間以陽極層側向下地置於輸送機帶上而致之陽極電極的磨損(亦即，擦傷)問題。換言之，仍舊處於生坯狀態之經印刷且經乾燥之陽極在燒製之前可分散來自陽極墨水之鬆散粉末及交叉污染陰極材料之沉積。
各種實施例可藉由改變現有陽極墨水配方，藉此增強生坯電極之強度來改良涉及共燒製陽極及陰極層之SOFC製造製程。特定言之，各種實施例提供諸如具有抗磨損品質之陽極層之電極層之製造。
圖2繪示根據各種實施例之具有多個陽極及陰極子層之實例SOFC200。電池200可包括陽極電極202、固體氧化物電解質206及陰極電極208。電解質206可包括經穩定之氧化鋯，諸如經氧化鈧穩定之氧化鋯(SSZ)或經氧化釔穩定之氧化鋯(YSZ)。或者，電解質206可包含另一種離子導電材料，諸如經摻雜之二氧化鈰。
於一個實施例中，陽極電極202可由一個層組成，或可為若干個分開沉積的子層(例如，子層204a、204b)。類似地，陰極電極208可由一個層組成，或可為若干個分開沉積的子層(例如，子層210a、210b)。
抗磨損陽極可藉由使用抗磨損墨水印刷陽極電極層或子層而製得。任何適宜之墨水處理、墨水沉積(諸如，上述之網版印刷)、及燒製/燒結步驟(諸如，上述之其等)可用於陽極製造。於各種實施例中，抗磨損墨水可包含抗磨損黏結劑。抗磨損墨水之其他組分可包括複合細粉末(例如，用於形成金屬陶瓷或陶瓷電極之陶瓷及/或金屬前驅粉 末)、視需要使用的分散劑、視需要使用的塑化劑及溶劑。
適用於各種實施例之黏結劑可包括一或多種在電極處理期間聚合之抗磨損聚合物或聚合物前驅物(例如，單體)。可使用任何適宜之聚合物(例如，聚合物樹脂)，諸如丙烯酸聚合物、矽氧烷、乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯丁醛、及其他適宜之聚合黏結劑及其混合物。於一個實施例中，丙烯酸聚合物可使用丙烯酸酯單體，例如，甲基丙烯酸酯(例如，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯等等)或丙烯酸酯(例如，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯等等)而形成。該等丙烯酸聚合物可從商業聚合物製造商以任何多種商標名獲得(例如，Elvacite®丙烯酸樹脂，Lucite International)。
或者，黏結劑可包括用於液晶顯示器墨水中之聚合物基質材料，諸如，述於美國專利申請公開案第2010/0028540 A1號中之任何材料。該基質材料可選自由以下組成之群：聚丙烯、聚(甲基丙烯酸正丁酯)、聚(甲基丙烯酸月桂酯)、聚乙烯、聚異丁烯、聚氟乙烯、聚三氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚甲基丙烯酸辛酯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸異丁酯、聚丙烯酸丁酯、聚(甲基丙烯酸第三丁酯)、聚甲基丙烯腈、聚甲基丙烯酸己酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚丙烯酸乙基己酯、聚四亞甲基醚、聚甲基丙烯酸苯酯、聚甲基丙烯酸硬脂酯、聚碳酸酯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸苄酯、聚表氯醇、硝基纖維素、乙酸丁酸纖維素酯、聚甲醛、聚環氧丙烷、尼龍11、尼龍10,10、尼龍88、尼龍99、聚二乙基矽氧烷、聚甲基苯基矽氧烷、聚(二-正己基矽烷)、聚(二-正丙基矽烷)、聚(二-正丁基矽烷)、聚環己基甲基、聚二甲基矽烷、聚(對甲苯甲基矽烷)、聚苯基乙基矽烷、及其混合物。
或者，黏結劑可呈在電極乾燥步驟之前或期間聚合之聚合物前 驅物形式，諸如呈單體形式(例如，丙烯酸酯單體)提供至墨水組合物中。
用於製造黏結劑之聚合物材料可具有會促進在聚合物結構中形成基質之結構。使用聚合黏結劑，諸如丙烯酸或其他形成基質之聚合黏結劑，較通常使用之黏結劑言之，可實質上增強陽極電極墨水之抗磨損性。在不希望受特定理論約束下，本發明者將該抗磨損性歸因於丙烯酸聚合物中於其併入墨水之前之交聯及/或聚合物鏈互鎖、及/或例如因乾燥/固化步驟所致之在其併入墨水之後發生之交聯。以此方式，聚合物可形成包含經分散之前驅物粉末之基質，藉此提供抗磨損性。因此，於一個替代實施例中，可使用在加熱或照射時即可交聯或互鎖聚合物鏈以形成基質之任何適宜熱固性樹脂(例如，聚醯亞胺、環氧樹脂等等)或輻射(例如，紫外線、可見光或紅外線輻射)可固化之聚合物(例如，光阻類材料，諸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(「PMMA」)、SU-8、聚(甲基戊二醯亞胺)等等)作為黏結劑。於各種實施例中，該黏結劑可佔約1至10重量%之陽極墨水。
一種適用於各種實施例中之視需要使用的分散劑可為多種市售分散劑中之任一者。較佳地，可使用非水性分散劑，例如，聚合物表面活性劑，諸如HypermerTM KD-1(聚酯/聚胺共聚物)。其他非水性分散劑可包括(但不限於)Rhodafec® RE 610(乙氧基化壬基苯酚基磷酸酯)、Efka® 5044(不飽和聚醯胺及酸酯鹽)。於一個實施例中，分散劑可佔0至2重量%(諸如約1至2重量%)之陽極墨水。
一種適用於各種實施例之視需要使用的塑化劑可為多種市售塑化劑中之任一者，例如，鄰苯二甲酸丁基苄酯(BBP)。其他塑化劑可包括(但不限於)各種鄰苯二甲酸酯基化合物，包括(但不限於)鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、鄰苯二甲酸二-正丁酯(DnBP)等等。於一個實施例中，塑化劑可佔0至1重量%(諸如0.25至0.75重量%)之陽極墨水。
用於各種實施例中之溶劑可為多種有機溶劑中之任一者，例如，以名稱Terpineol®銷售之依替膦酸(etidronic acid)。其他溶劑可包括(但不限於)甲苯、己烷、異丙醇、丙酮等等。於一個實施例中，溶劑可佔5至35重量%之陽極墨水。
於一個實施例中，複合粉末可佔約60至80重量%之陽極墨水。於一個實施例中，包含於抗磨損陽極墨水中之複合粉末可為具有陶瓷相及諸如含鎳相之金屬相之細粉末。含鎳相可為(例如)可在上述燒製/燒結步驟期間還原為鎳之氧化鎳(NiO)。於一個實施例中，含鎳相可精細地分佈在陶瓷相中，其平均粒徑為小於1000奈米，諸如，200至500nm。
該含鎳相替代氧化鎳地或除了氧化鎳以外可包括鎳合金。可使用之實例鎳合金包括(不限於)鎳-鈷(Ni-Co)、鎳-銅(Ni-Cu)、鎳-鉻(Ni-Cr)等等。該等鎳合金可呈粉末形式製得，及經與陶瓷相混合以用於陽極印刷墨水中。
該陶瓷相可為經摻雜之二氧化鈰粉末，諸如經氧化釤摻雜之二氧化鈰(SDC)、經氧化釓摻雜之二氧化鈰(GDC)、或經氧化釔摻雜之二氧化鈰(YDC)。替代經摻雜之二氧化鈰地或除了經摻雜之二氧化鈰以外可使用其他陶瓷，諸如經穩定之氧化鋯(例如，經氧化鈧穩定之氧化鋯(SSZ)或經氧化釔穩定之氧化鋯(YSZ))。於一個實施例中，含於墨水中之氧化鎳與經氧化釤摻雜之二氧化鈰(NiO-SDC)之複合粉末可在陽極製造之燒製及燒結步驟中被還原為鎳-經氧化釤摻雜之二氧化鈰(Ni-SDC)金屬陶瓷。於各種實施例中，二氧化鈰摻雜劑元素(例如，Sm、Gd及/或Y)可在併入二氧化鈰中後即刻形成氧化物。另外，經摻雜之二氧化鈰可為非化學計量，及就每個金屬原子而言包含多於或少於兩個氧原子。
於乾燥之後，所得生坯陽極層可具有改良之抗磨損性及可經輸 送以完成陰極印刷循環而不會產生磨損損傷及不會以來自未燒製陽極之鬆散粉末交叉污染陰極。明確言之，實施例未燒製陽極層可由氧化鎳及分散於聚合物黏結劑基質中之陶瓷細粉末組成。於各種實施例中，當輸送至陰極印刷循環及放置成與輸送機帶接觸時，可實質上減小或消除對未燒製陽極之磨損。
於一個實施例中，陰極電極208亦可由若干個分開沉積之子層(諸如層210a、210b)組成。陰極電極208可包括導電材料，諸如，導電鈣鈦礦材料，諸如鑭鍶錳氧化物(LSM)。亦可使用其他導電鈣鈦礦(諸如鑭鍶鈷氧化物(La,Sr)CoO3、鑭鍶鈷鐵氧體等等)、或金屬(諸如Pt)。
於陰極及陽極電極層之乾燥及/或共燒製期間，有機材料(即，在陽極層中之塑化劑、溶劑、分散劑及黏結劑)會全部分解及因此不形成最終固體氧化物燃料電池之部分。
於一個替代實施例中，於將陽極層乾燥之後及於陰極印刷循環之前，未燒製陽極電極之表面可塗覆清漆層以提供額外抗磨損性。該清漆層可為(例如)溶劑(例如，Terpineol®)與上述抗磨損黏結劑(例如，Elvacite®)之混合物。於該實施例中應用清漆層之後，具有陽極層之基板可再次(諸如)在圖1之乾燥機120中乾燥。
雖然上述實施例中之抗磨損性係針對於陽極層進行描述，但於另一個替代實施例中，電極形成之順序可反轉(亦即，形成陰極，接著形成陽極)，及抗磨損墨水性質可使用類似材料及方法引入陰極形成中。
如相關技藝所明瞭，並非所有設備或裝置顯示於圖中。例如，熟習此項技藝者當知曉各種儲料槽及/或泵可用於本發明方法中。
前述方法說明及製程流程圖僅作為示例性實例提供而不欲要求或指明各種實施例之步驟必須以所提出的順序進行。如熟習此項技藝者所明瞭，前述實施例之步驟可以任何順序進行。諸如「然後」、「接 著」等等之詞語不欲限制步驟之順序；該等詞語簡單地用於引導讀者理解方法之說明。雖然製程流程圖可將步驟描述作連續製程，但其中許多步驟可平行或同時地進行。
以單數形式，例如，使用冠詞「一」、「一個」或「該」之申請專利元件之任何提及不應被理解為限制元件於單數形式。
提供所揭示實施例之前述說明以使任何熟習此項技藝者可製作或使用本發明。熟習此項技藝者當可輕易地明瞭該等實施例之各種修改，及本文中定義之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇下應用於其他實施例。因此，本發明不欲受限於本文所顯示之實施例，但欲給予與隨後申請專利範圍及本文所揭示之原理及新穎特徵一致的最寬廣範疇。
5‧‧‧裸板式固體氧化物電解質/電解質基板
101‧‧‧有槽盒
102‧‧‧陽極層印刷循環
103‧‧‧升降機
105‧‧‧移動樑式輸送機
117‧‧‧乾燥機帶
118‧‧‧乾燥機帶
120‧‧‧乾燥機
123‧‧‧經印刷之未燒製陽極層
130‧‧‧盒
132‧‧‧升降機
133‧‧‧陰極
134‧‧‧移動樑式輸送機
136‧‧‧陰極層印刷循環
138‧‧‧乾燥機/經乾燥之電解質
140‧‧‧未燒結固體氧化物燃料電池
142‧‧‧加熱爐

Claims (21)

  1. 一種製造固體氧化物燃料電池(SOFC)之方法，該方法包括：使用抗磨損墨水在平板式固體氧化物電解質之第一側上形成第一電極；將該第一電極乾燥；於燒製該第一電極之前在該固體氧化物電解質之第二側上形成第二電極；將該第二電極乾燥；及在單一燒製步驟中燒製該第一及第二電極。
  2. 如請求項1之方法，其中該抗磨損墨水包含：約60至80重量%複合粉末，其中該複合粉末包括金屬相及陶瓷相；約1至10重量%黏結劑，其中該黏結劑包括聚合物或聚合物前驅物；約5至35重量%有機溶劑；0至小於2重量%分散劑；及0至小於1重量%塑化劑。
  3. 如請求項2之方法，其中該黏結劑包括丙烯酸聚合物、乙基纖維素、聚乙烯醇、或聚乙烯丁醛。
  4. 如請求項3之方法，其中該黏結劑包括甲基丙烯酸之衍生物。
  5. 如請求項1之方法，其中形成該第一電極包括：印刷該第一電極之第一子層；將該第一子層乾燥；在該第一子層上印刷該第一電極之第二子層；及將該第二子層乾燥。
  6. 如請求項1之方法，其中該第一電極為陽極及該第二電極為陰極。
  7. 如請求項2之方法，其中該陶瓷相包括摻雜氧化釤之二氧化鈰(SDC)。
  8. 如請求項2之方法，其中該金屬相包括分散於陶瓷相中之含鎳相。
  9. 如請求項2之方法，其中將該第一電極乾燥包括於100℃至150℃下使該第一電極固化2至20分鐘以固化聚合物黏結劑使得該聚合黏結劑形成交聯或互鎖鏈。
  10. 如請求項2之方法，其中在該乾燥步驟之前，該聚合物黏結劑為交聯或具有互鎖鏈。
  11. 如請求項2之方法，其中在單一燒製步驟中燒製該第一及第二電極包括於1000至1300℃下燒結該第一及第二電極1至6小時。
  12. 如請求項2之方法，其中該墨水包含大於0重量%塑化劑，該塑化劑包括鄰苯二甲酸丁基苄酯(BBP)。
  13. 如請求項2之方法，其中該墨水包含大於0重量%分散劑，該分散劑包括聚合物表面活性劑。
  14. 如請求項2之方法，其中該墨水包含5至35%重量%溶劑，該溶劑包括依替膦酸(etidronic acid)。
  15. 如請求項2之方法，其中：該複合粉末中之該陶瓷相包括摻雜氧化釤之二氧化鈰(SDC)；該複合粉末中之該金屬相包括氧化鎳；該黏結劑包括甲基丙烯酸之衍生物；該溶劑包括依替膦酸；該墨水包含大於0重量%分散劑，其中該分散劑包括聚酯/聚胺共聚物；及 該墨水包含大於0重量%塑化劑，其中該塑化劑包括鄰苯二甲酸丁基苄酯(BBP)。
  16. 如請求項1之方法，該方法進一步包括：於該第一電極之上形成頂塗層，其中該頂塗層包括包含依替膦酸及甲基丙烯酸之衍生物之清漆層。
  17. 如請求項6之方法，其中：將該第一電極乾燥包括使該陽極固化以在含於該抗磨損墨水中之黏結劑中形成互鎖鏈或交聯；形成該第二電極包括以經乾燥之陽極面朝下地將該電解質置於輸送機上及於該電解質之該第二側上印刷該陰極；及在單一燒製步驟中燒製該第一及第二電極包括共燒製該陽極及該陰極，使得抗磨損墨水可在該陰極形成及乾燥期間防止或減少該陽極之擦傷，及可防止或減少鬆散陽極粉末釋放至該陰極中。
  18. 一種用於製造固體氧化物燃料電池陽極電極(SOFC)之抗磨損墨水，該抗磨損墨水包含：約60至80重量%複合粉末，其中該複合粉末包括金屬相及陶瓷相；約1至10重量%黏結劑，其中該黏結劑包括聚合物或聚合物前驅物；約5至35重量%有機溶劑；0至小於2重量%分散劑；及0至小於1重量%塑化劑。
  19. 如請求項18之墨水，其中該黏結劑包括丙烯酸聚合物。
  20. 如請求項19之墨水，其中該黏結劑包括甲基丙烯酸之衍生物。
  21. 如請求項19之墨水，其中： 該複合粉末中之該陶瓷相包括摻雜氧化釤之二氧化鈰(SDC)；該複合粉末中之該金屬相包括氧化鎳；該黏結劑包括甲基丙烯酸之衍生物；該溶劑包括依替膦酸；該墨水包含大於0重量%分散劑，其中該分散劑包括聚酯/聚胺共聚物；及該墨水包含大於0重量%塑化劑，其中該塑化劑包括鄰苯二甲酸丁基苄酯(BBP)。
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