TW457740B - Improved lanthanum manganite-based air electrode for solid oxide fuel cells - Google Patents

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Siemens Westinghouse Power
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Description

457740 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明説明（ 根據美國能源部授與之契約DE_FC21_91MC28G5&號* 美國政府對本發明有一定的權利》 本發明俗有關於一種固體氧化物燃料電池，更特定像 有關於一種燃料電池用之電極材料，其包栝亞猛酸網基 質，且錳位置上實際並不含摻雜劑。 固體氣化物燃料電池（S0FCs>傜透過空氣和煙燃料氣 藤之電化學反應來於外電路産生電子流而産生锺能。基 於SOFCs之發電機，提供一種又清潔又高效率之電化電 能。傳統的固髏氣化物燃料電池被掲示於1senberg之 美國專利第4,395, 469號，Poppel等人之美國專利第 4,476，196號，4〇1^1'19&11等人之美國專刹第41476_198號 ,Isenberg之美國專利第4,49β，4 44號，Ruka之美國專 剌第4,562，124號，271»1)〇17之美國專利第4,751，152號 ，Maskalick 之美國專利第 4, 7 6 7,5 1 8 號，Reichner 之 美國專利第4, 888 , 2 54號，Singh等人之美國專利第 5,106,706號，Carlson等人之美國專利第5,108,850號 ，Ruka等人之美國專利第5,2 7 7 , 9 9 5號，和Vasilow等人 之美國專利第5,342,704號。上述每篤專利均併入本文 I," 參考。 ’ 傳統固體氣化物燃料電池之空氣電極或陽極，典型具 有約20至約4E)百分比的孔隙率，而且還具有優良的導電 本紙張尺度適用中囤國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 457740 五、發明説明（> ) 率，空氣電棰常常是由具有鈣鈦擴型結晶结構（AB〇3 ) 之氣化物所形成，如LaMn〇3 ,其中La佔攞A -位置，而 Ηιι佔據B-位置。除了經摻雜之LaMn〇3空氣電捶外，SOFCs 典型俗由氣化釔安定之Zr02電解質、摻雜1^(；1>03之聯 結器、以及Ni-Zr02陶瓷燃料雷極或陰極所構成。 SOFCs元件在室溫和lootrc之重要性質包括每種成分間 的化學相容性，以及空氣罨極在空氣中的化學安定性， 以及燃料電極在還原燃料瓌境之化學安定性，以及在氧 化和還原環境下之聯結器的化學安定性，以及下列所述 的數磨物性。 —種常闬空氣電楔材料，具有的公稱组成為 1^〇.70珏〇.20 6〇.1〇5“〇.94(：1*〇<〇4»11〇,〇203。該材料是 另一梅先前之式La 0*8Ca〇e2^nO 3材料的改進材料，其在 25至1 000-C間的熱循環收縮性較差^但是，希望能發明 一種與氣化結電解質之熱膨脹更接近 且熱婿環收縮更 低的組成物，該紐成物的熱膨脹隨箸時間少有變化或没 有任何變化，而且在S0FC製造和操作的溫度範圔内，沒 有明顯相變化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 練 朗 0 的 良 改 種 1 供 提 論明 發 本 材 該 料 材 極 電 氣 空 用 電具 C Ϊ2 F 間 ο sopzr 對00之 ，10定 外至安 點 2#z 優在化 的地氧 質佳對 性較如 學料， 化..材數 述極俗 上電脹 了之膨 除明熱 C 發之 Μη件本内 在條 ，tfc 上學言分 際化而百 實述質 1 料上解有 足 滿 料 材 該 且 而 雜 摻 有 含 不 並 上 置 位 4 準 I標一 g 國 I國 一中 用 -適 度 尺 張 一釐 一祕· 29 457740 A7 B7_ 五、發明説明（4 ) 電解質來説熱膨脹係數約為10. 5X1 本發明電 解材料荏600至1000。0的溫度範圍之重複循環中顯示極 低熱循環收縮性，較佳毎傾循環約0.001百分比或更少 〃該材料還進一步具有比傳統材料相同或更低的電阻值。 本發明目的在於提供一種固體氣化物燃料電池用之空 氣電極組成物，其含有ΑΒ0 3之鈣敎康型結晶結構*其 中Α -位置包括La、Ca、Ce以及至少一種遘自Sb、Gd、Dy 、Er、Y和ffct之族群的鑭糸金屬，且B -位置包括中實質 上不含摻雜劑之Μηβ A: B的比例約為1: 1至約1.02: 1。 本發明另一橱目的在於提供一種如式LawCaScLnyCiMB〇3 之固體氣化物燃料電池用之空氣電極組成物，其中Ln至 少包括一種選自Sm、6d、Dy、Er、Y和Nd之鑭条金靨， w 約 0.55 至約 0,56，X 約 0.2S3 至約 D. 2 6 5，y 約 0.175 至約0.185，且z約0.005至約〇.〇20 本發明上述和其他目的將更詳細說明如下。 包 其 _ 視 透 面 截 横 之 池 Be 料 燃 物 化 氧 瞜 明固 锐為 菌圖 簡 1 沈第 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ±1 特 0 膨 熱 佳 較 的 〇 料 極材 電棰 氣電 空FC 之so 成之 組明 述發 所本 明示 發顯 本圖 有 2 含第 括 第性第第 縮 之 明 發 本 示 顯 画
收 環 環 循 熱 低 較 的 料 材 榇 t {pET 熱 。其 性， 阻性 電特 佳脹 較膨 的熱 料的 材料 極材 電極 FC電 o C s F 之so 明Μ 發统 本傳 示示 顯顯 圖圖 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 4 57 74 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( 4 ) 1 1 1 膨 脹 曲 線 在 約 4 6 0至480°C溫度間包含一 傾相 轉移媵起。 1 第 6 圃 顯 示 根 據 本 發 明另一艏具體實 施例 之S0FC電棰 1 1 材 料 的 較 低 循 環 收 縮 性 之圖。 請 1 I 先_ 第 7 _ 顯 示 根 據 本 發 明再一傾具體實 施例 之S0FC電極 閱 讀 1 1 材 料 的 較 低 循 璟 收 縮 性 之圖。 背 之 1 第 8 圖 顯 示 根 據 本 發 明個具體實施例 之SC FC電楔材料 注 意 重 1 | 在 延 長 的 期 間 * 其 改 良的熱循琛性質 〇 Ψ 項 第 9 圖 顯 示 tb 較 用 之 SO FC電極材料， 在延 長期間之熱 L·' .丨I 荩 循 環 性 質 Ο 頁 1 | 第 1 〇圃 顯 示 另 一 偏 比 較用之S0FC材料 ,在 延長期間之 1 I 熱 循 環 性 質 〇 1 1 伴 A 農 直 旃 例 m. 説 明 1 訂 1 固 體 氧 化 物 燃 料 電 池 發電機包活氣密 、熱 絶緣外殼， 該 外 殼 罩 住 獨 立 的 腔 室 (包括發電之發生腔和燃燒腔 1 1 發 生 腔 中 會 産 生 粉 末 該腔包括固體氧 化物 燃料電池堆 1 I 嫌 ，其偽由- -陣列軸狀延畏、末，該腔包括固體氣化物 1 )1 燃 料 電 池 堆 壘 (其傺由- -陣列軸狀延長、 管狀、条列平 么線 J\ 行 連 結 的 固 歷 氧 化 物 燃 料電池所構成）、 以及燃料舆空 I 氣 散 佈 設 備 〇 包 括 在 發 生腔内之固體氣 化物 燃料電池， 1 1 可 以 採 取 數 種 B 知 構 形 ，包括管狀、平 狀板 、和波浪狀 I 設 計 此 部 份 已 被 掲 示 在Isenbeng之美 國專 利第 4,395,468 • I 號 、 第 4， 4 9 0 , 4 44 號的管狀 SOFCs, POPP el等 人之美國專 1 1 利 第 4 , 4 7 6， 196號的平板狀SOFCs ,以及 Ac k e r»an等人之 1 I 美 國 專 利 第 4 , 47 6 , 198號的波浪狀SOFCs -6 - 。在 此首先討論 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐义 457740 - 五、發明説明（Γ ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 管狀固體氣化物燃料電池，因為其空氣電極被用來作為 本發明範圍内之其他&S0FC構形。 第1圖顯示一個較佳管狀固體氧化物燃料電池10β該 較桂構形俗基於一橱燃料锺池条统，其中流動之氣醭燃 料（如天然氣、氫氣、一氣化砂5 )則被導向燃料電池軸向 之電池外壁的部份*如箭頭F所不°流動的氣化劑（如 空氣或氣氣）透過視霈要選用升管12進入，該管位於燃 料電池的輪狀結構内，並延長到接赶燃料電池的密封揣 ，然後離開升管回到燃料電池軸向電池内壁部份*如箭 頭0所示。 固體氣化物燃料電池包括管狀空氣電極14(或陰極）❶ 空氣電掻14之典型長度約50至250公分，典型長度約1 至3毫米。根據本發明之空氣電極14 *包括具有如式 ABOs之鈣鈦確型結晶結構的摻雜亞舖酸鑭，其偽携屋 或均衡地壓製成管狀再經燒結而成。製造空氣電榷的方 法，已被掲示在美國專利申請案第08// 608，889號，該 專利併入本文參考 空氣電槿14之最外圍覆蓋為緻密、氣密、氧離子可穿 透的固體電解質16之層，其典型由氣化鈣-安定之氣化 結或氣化釔-安定之氣化結所構成。較佳的固體電解質 組成物為（Y2 〇3 )o.i Ur〇2 )〇.3，其熱膨脹傺數約 10.5X lQ-e /刃。固髌電解質16典型約Q.001至Q.1毫米 厚，而且能夠用傳統電化學蒸氣沈積技術（EVD)，沈積 至空氣電極1 4上。
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210XW7公釐） - . /、： (請先閲讀背面之注意事項ί^本頁) 訂
DP 457740 A7 _____B7五、發明説明（知） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在固體電解質製造期間，於空氣電捶Η上掩蓋上逕用 之徑向節Η20，其較佳沿箸整痼活性電池長度方向延伸 ，且於該節片上還覆蓋有一層薄、緻密且氣密之互聯22 ，在已知技術中，該互聯提供—種與相郯電池（未顯示 出來）或與電源接觸點（朱顯示出來）電接觸之區域。沿 箸多數徑向節片20覆蓋在空氣電搔14表面之互聯η，必 須能在氣化劑和高溫之燃料兩者.場境下導電。互聯22 典型由摻雜赶 '賴、總 '鎂或鈷之鉻酸鋼（LaCr〇3)所 構成，而且熱膨脹偽數約1Q.5X1 〇-e 。互聯22與固 體電解質16的厚度大致相當。互聯22應為無孔陳的，至 少約95%綴密，而且在lBGtrc還具導電性，因為該溫度 是燃料電池常見的操作溫度。互聯22可以藉由高溫之電 化學蒸氣沈積法（EVD)技術，沈積至空氣電棰“上。最 頂部的導電層24約0.05至〇.1毫米厚，其偽沈積至互聯 22上，而且典型偽由下列燃料電極相同組成物之鎳或錁 -氣化結或鈷-氧化鍩的陶瓷所構成。 環繞在燃料電池10的其餘外圍部分，在固體電解質16 頂部但不包括互聯區域2G,俗為燃料犟择18(肆_槿>, 其在電池操作期間與燃料接觭。燃料電棰18為薄、又具 導電性的多孔結構，典型傜由鎳-氣化結或-鈷-氣化錯 的陶瓷所構成，約0.03至0.1毫米厚。如圖顯示，固體 電解質16和燃料電掻18為不連塘的，燃料電極藉由與互 聯2 2隔開一段間隔來避免電直接接觸。燃料電搔18和導 電層2 4可分別藉由已知技術（如浸潰或噴霧）沈積固醱電 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
457 740 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 解 質 1 G和 互 聯 2 2上 〇 1 1 1 操 作 溫 度 約 1 0 0 oec 9 氣 體 燃 料 如 氫 氣 (H 2 )或- -氣化 1 m (C0) ί 有 時 候 也 可 為 天 然 氣 (主要包括甲烷）被 直 接 注 請 1 I 先- 1 入 燃 料 電 池 1 0的 外 部 9 接 著 氣 來 源 如 空 氣 或 氣 氣 (〇 2 ) 閱 讀 1 背 1 則 通 入 燃 料 電 池 的 内 部 〇 氧 分 子 通 過 多 η 導 電 空 氣 電 棰 I 之 1 I 14 ， 並 在 空 氣 電 極 14和 固 體 電 解 質 16的 界 面 間 形 成 氣 離 注 意 1 1 事 1 子 0 接 箸 氣 離 子 移 動 横 越 過 固 腊 電 解 質 16材 料 而 與 固 體 項 -P) 1 I 電 解 質 1 6和 燃 料 電 極 18界 面 間 的 燃 料 結 合 〇 氧 離 子 在 燃 ky 本 1 、装 料 電 搔 18 處 釋 放 電 子 9 然 後 透 適 外 負 載 電 路 而 由 空 氣 電 頁 V_ 1 1 極 1 4收 集 > 因 此 於 燃 料 電 極 18 至 空 氣 電 極 14的 外 電 路 上 \ 1 産 生 了 電 流 〇 氣 氣 與 燃 料 之 電 化 學 反 gftg· m 在 外 負 載 電 路 産 1 1 生 了 電 位 差 而 雒 持 在 發 電 期 間 電 子 和 氧 離 子 在 密 閉 電 路 1 訂 1 閉 電 路 内 的 連 缠 流 動 〇 複 數 個 電 池 可 以 藉 ctj pq 將 電 池 互 聯 和 另 個 電 池 之 燃 料 電 榇 接 觸 來 將 電 池 串 聯 ♦ 也 可 藉 由 一 1 1 個 電 池 之 燃 料 電 極 與 另 m 電 池 之 燃 料 電 極 的 接 觸 而 將 電 1 1 池 並 聯 -~~-、、 1 1 始 在 發 電 期 間 多 孔 隙 的 空 氣 電 棰 14保 持 曝 露 在 加 熱 至 約 一 )| 1 G 0 0 °c 之 熱 氣 化 劑 氣 流 (常指的是空氣）環 境 下 此 外 I 1 I 氣 氣 在 空 氣 電 極 和 電 解 質 的 界 面 間 發 生 還 原 〇 在 管 狀 燃 1 1 料 電 池 構 型 中 * 多 孔 導 電 的 空 氣 電 極 14缢 持 與 缴 密 氣 1 | 密 藉 氣 離 子 導 電 之 固 體 電 解 質 1 6以 及 緻 密 Λ' 氣 密 且 導 - 1 電 之 百 聯 22接 觸 着 〇 必 須 小 心 適 當 地 選 4W 揮 空 氣 電 榛 以 確 1 1 保 空 氣 電 搔 在 问 操 作 溫 度 下 的 高 導 電 性 9 以 及 與 固 體 電 1 1 解 質 的 低 電 阻 接 觸 在 高 操 作 溫 度 下 優 良 的 化 學 結 構 \ 1 I 9 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 457740 Α7 Β7 五、發明説明（f) 和尺寸安定性，充分的氣體穿透孔隙率，以及與固體電 解質和互聯間具有膨眼僳數的應良配合度β 待別是空氣電搔之结構和尺寸安定性，是燃料電池是 杏能成功地長期維持機转整體性的重要因素考量，尤其 是在等溫或熱循璟用之電池製造及操作情況下必要考量 的因素。例如若長度為100公分空氣罨極，其熱收縮舆 画髏電解質或互聯的差異達〇.〇 5百分比時，則空氣電極 和固體電解質或亙聯間長度即可能發生達0.5毫米的差 異。這會造成材料間的嚴重應力而破壞燃料電池。空 氣電極14的熱膨脹傺數較佳與固髅電解質16和内聯22的 熱膨脹俱數配合，以降低空氣電極材料的收縮差異度。 較佳的具體實施例中，空氣電極材料的之熱膨脹傜數約 1 〇. 4 X 丨 ire /。〇 至約〗η. 5 X 〗/ 間。 ‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明另個具體實施例，空氣電極組成物包括如 式AB〇3之鈣鈦磧型結晶結構，其中A -位置包括La、ca、 Ce以及至少一種選自Sb、6d、Dy、Er、Y和Hd之族群的 鐦条金颶。A-位置的網元素較佳包括Sm、Gd、Dy和Er， 其中特別適合的是Sn。空氣電極組成物的卜位置包括Μη ,較佳在Β-位置不含摻雜。A: Β的比例約為1: 1至約 1.02: 1,更佳約1.001: 1至約1』1: 1。A -位置的結構 含量充分，足以使空氣電極材料的熱膨脹僳數達約 1 0 · 4 X ure / -C至約1 0 . 6 X 1 Q-θ / °c。較佳的空氣電極 紐成物之熱循環收縮性在每偁循環均小於約百分 比。在此使用的「熱循環收縮性J意指材料在600-C至 -1 Q _ 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 B7 457740 五、發明説明（9 ) lootrc間之毎週期循璟的收縮量，其以每循環的收縮百 分比來表示。 根據本發明A-位置之Ce含量需夠充分以梗控制燒結性 ,並在約lOOfl-C的操作溫度下能清除Ce〇2的沈澱〇控制 A-位置之鑭含量以逹最佳熱膨脹性。控制A-位置之鈣含 量以提供低電阻。此外，實質降低B-位置的Η含量得以 避免在10 00 的高溫下有低於It)-7 at κι之氣氣分歷之重 大損失。上述改良得到高電流的輪出，使得SOFCs：& g 高的瓦特功率《•本發明電棰材料也可降低或減&胃& S0FC電極材料常見之熱膨脹曲線的相變化隆起。此外根 據本發明，無須因為Α-位置材料組成的變異或必要 析測定結果而調整組成。 本發明較佳之空氣電欏組成物如式LawCaxLnyCez Μη〇3 ，其中Ln至少包括一種選自St»、Gd、Dy、Er、Υ和Nd之 鑭糸金屬，w約0.55至約0·56, x約0.255，y約0.0175 至約0.18 5,且z約0.0 0 5至約0.02。式中ϊ*η較佳為SM、
Gd、Dy、和/或Er,其中Sm特佳。w、X、y和2之和* 較佳約為1至約1.02，更佳約為1.001至約h01。特佳 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 組成物為如式 La 0.555Ca 〇*26Ln o.^Ce 〇·〇ΐΜη〇 3。 第2圖至第4圖顯示本發明之如式 La 〇,55SCa 〇*26S® 〇.18Ce Ο·Ο1Μη0 3 的空氣霄掻組成物所 達到之較佳的性質β第2圖顯示的是空氣電極組成物熱 膨脹特性的優點，而第3圖顯示該材料低熱循環收縮性 之圈。 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210 X 297公釐） —----——社衣— - , 、-'.. (請先閲讀背面之注意事項^4--寫本頁) 4 5 Τ 7 4 0 Α7 Β7 五、發明説明（w ) 第4圖刖顯示空氣電搔組成物之較佳電阻之圖。 第5圖顯示的顯示傳統SO FC空氣電極材料的熱膨脹特 性，其電極材料如式 La Qe7Ca Qe2Ce 〇βΚ>5Μη 〇>94Cr 〇.〇4 Ni〇e〇2〇3。如第5圖所示，熱膨脹曲線在約46 0至約 4WC溫度間包含一個相轉移隆起。 第 6 僵顯示本發明如式 La 〇,555Ca 0,2.6^ ngCe 〇·〇ιΜϋΟ g 之一値空氣電槿木料的較低熱循環收縮性之圖。 第 7 圖顯不本發明如式 La〇*55sCa 0*26^ 〇*18〔β 〇·〇1_ΜηΟ 3 之另痼空氣電極材料的較低熱循環收縮性β
La0.7 Ca0*Ze 0.105* n 0*94Cr 0.04 N 1 0.02 0 3 之傳統電極材料的性質（樣品號數1)，如式
La 0*52Nd0.13 Pr0.054 Sm 0.001 c a 0.20c e 0.1〇5Mn〇.94Cr〇,〇4NiO .0^3* 之比較用材料（榛品號數2)，以及如式 之本發明之電極材料，其在Μη -位置不含摻雜（樣品號碼 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 樣品 樣品 孔隙 電阻 熱膨脹率 每循環之循 號數 型態 率％ ΚΐΩ · cbi 2 X 10·6 /。。 環收縮率％ 1 管狀 30 12.5 10.8-10*9 0.001-0,003 2 管狀 31 20,8 10.5 0.002 3 條狀 31 15.4 10.5 <0.001 ^12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）._ 4 67 7 40 A7 B7 五、發明説明（11 ) 本發明樣品號數3與樣品號數1和2比較，得知樣品 號數3顯示優異有用的性質：約1原子百分比之低含量 的氣化鈽*其可降低操作期間因Ce〇2沈澱所産生的熱 膨瞧變化；25至1〇〇〇 °C範圍間的熱膨脹曲線，無明顯的 相變化隆起；實際上在^111''位置上並無取代*其可降低 或減少低氣氣壓力下過早的氧氣漏失，此種現象發生在 1 0 0 0 °C下PO 2低於1 〇·7 a t 之N i —摻雜組成物中；用大於 98百分比1^2 〇3和Sa>2 〇3來代替讕濃度，其可消除分 析鑭材料且調整公稱組成之的必要性。此外，與樣品號 數1相比較樣品號數3的熱收縮率相當低，也幾乎没有 變化《此外，樣品號數2的沈殿，在開始的5 Q 0個小時 蓮轉期間，熱膨脹率約増加1百'分fcb，itfc現象樣品號 數3之空氣電極組成物則未發生》 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如式 La〇*55多a〇.26 S* 〇.18Ce0.01 Hn03 2S0F(^ 氣電極 材料，經歴約一星期的廉格熱循環拥•試後，結果列第8 _。第8圖數據與進行相同制試之如式La0,52Nd0,13 Pr0.054Sm0.001Ca0.2 0Ce0.105^0.94Cr0 .〇4Ν3Ό . 02°S 材料（第9圖）做比較。又將另個如式La〇e7Ca〇e3Mn〇3 之空氣電極參考例，進行柑同的測試且結果示於第10圖 ，該參考電極雖然，具有高的熱膨脹率，但己知其在5 掴循環的收縮值例外地低，接近零。在經歴一個星期後 ，如式La (jjCa 〇3Μη〇3之低循環收縮參考材料之總收 ,縮率為0·(Η3百分比，其優異的程度與.本發明 ΣΛ 0.555^0.26^0.18^0.01^03 相等，而且通牵如式
La0 .52Nd0.13ΡΓ〇. 〇54SmO · 0OlCa0.2GCe0.105^0.94Cr0.04Ni0.02°3 -13" 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公
457 740 AV B7 五、發明説明（〇 ) 之材料收縮值〇 . 〇 2 6的一半。因此本發明電極材料相較 於傳統電極#料可以提供更優異的S0FC性能及可靠性。 為説明本發明起見，前文已經詳細敘述本發明特定的 具體實施例，對於習知技薛者而言極明顯地可在不遠離 本發明申讅專利範圍所定義之範圍内而對本發明細節進 行多種修TE。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐

Claims (1)

  1. 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 457 740 as B8 ito年'6月α曰修j£r/tJL/補充幕 〇8 第88100914號「固體氧化物燃料電池用之改良亞錳酸鑭基 質之空氣電極」專利案 （90年6月修正） 1. 一種固體氧化物燃料電池用之空氣電極組成物，其包 括如式ΑΒ03之鈣鈦礦型結晶結構，其中： (a) A-位置包括La、Ca、Ce以及至少一種選自Sb、 Gd、Dy、ΕΓ、Y和Nd之族群的鑭糸金屬； (b) 8 -位置包括Μη;且 (c) A: Β的比例約為1: 1至約1.02: 1。 2. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中A -位置包括約 55至約56原子百分tb之La、約25.5至約25.6原子百 分比之Ca、約0.5至約2原子百分比之Ce、以及約17.5 至約18. 5原子百分bb之至少一種鏑条金屬。 3. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中至少一種鑭 条金屬選自Sm、Gd、Dy、和Er之族群。 4. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中至少一種_糸 金屬為S Bt。 5·如申請專利範圍第1項之組成物，其中B -位置實際並 不含接雜劑。 : 6 ·如申請專利範圍第1項之紐成物，其中A : B的比例約 為 1.001: 1至約 1.01: 1。 7. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中A -位置之La、 C a、C e和至少一種鑭糸金屬之含量足以使組成物的熱 膨脹傑數逹約 1 〇 . 4 X 1 (Ts /。0 至約 1 0 .6 X 1 (Γ6 / °C。 8. 如申饋專利範圍第1項之組成物，其中組成物之熱循 環收縮性在每値循環均小於約0 . G 0 1百分比。 5. —種如下式之固體氧化物燃料電池用之空氣電極組成： 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐）_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 蟓、 Α8 Β8 C8 D8 457740 六、申請專利範圍 物， LawCaXLnyCeZMn〇3 (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中Ln至少包括一種選自Sib、Gd、Dy、Er、Y和Nd 之鑭条金屬，W約0.55至約0.56, x約0.255至約0.265 ,y 約 0 . 1 7 5 至約 Ο · 1 8 5，且 z 約 0 . 0 0 5 至約 0 , 0 2。 ]0 .如申請專利範圍第9項之組成物，其中L η傜自S (a、G d 、Dy、和Er之族群c 11. 如申請專利範圍第9項之組成物，其中Lri為Snu 12. 如申請專利範圍第9項之組成物，其中w、X、y和z 之和約為1至約1.02。 13. 如申請專利範圍第9項之組成物，其中w、X、y和z 之和約為1.001至約1.0U 14. 如申請專利範圍第9項之組成物，其中组成物 La0.555Ca0.26Ln0.18Ce0.01Mn03 。 1 5 .如申請專利範圍第9項之組成物，其中組成物之式係爲 ---------------------------- La〇.555Ca〇.26Sni〇.18Ce〇.01Mn〇3 « 16. 如申請專利範圍第9項之組成物，其中組成物之赛鱼釋 La0.555Ca0.26Gd0.18Ce0.01Mn<?3。 17. 如申請專利範圍第9項之組成物，其中組成物之式係爲 .....___________—--------- ^0.555^0.26^0.18^0.01^03。 經濟部中央標隼局負工消費合作社印裝 1 8 .如申請專利範圍第9項之組成物，其中組_成物之熱 膨脹俗數達約 1 〇 · 4 X 1 (Γ6 / °C 至約 1 0 . 6 X 1 (Ts / °C。 19.如申請專利範圍第9項之組成物，其中組成物之熱 循環收縮性在每铜循環均小於約Q.001百分比β 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨〇Χ297公釐）
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