TWI224883B - Fuel cell with embedded current collector - Google Patents

Description

1224883 玖、發明說明： I[發明所屬技術領域2 本發明大體上係有關於燃料電池，更特定言之，係有 關於具嵌式電流集極之燃料電池及其製造方法。 5 【先前 發明背景 燃料電池將氫與氧經電化學能轉換成電與熱。可以預 期的是，燃料電池能夠取代一次及二次電池作為一可攜式 電源。於燃料電池中，利用一氧源將燃料（包含一氫源）氧 ίο 化，用以（主要地)產生水及二氧化碳。在陽極發生氧化反 應，釋放電子，與在陰極處之還原反應結合，耗盡電子， 經由負載產生有用的電壓及電流。 就其本身而論，燃料電池提供直流(DC)電壓，供電動 馬達、燈具、電器設備等使用。固體氧化物燃料電池(s〇FC) 15係為其中一型式的燃料電池，對於可攜式應用係為有用的。 熟知的是’陽極與陰極典型地受到非所欲之歐姆損 耗。就其本身而論，電流集極（高效率電子導體)典型地係配 置在陽極及/或陰極的頂部上。然而，配置在陽極/陰極之頂 部的電流集極，大體上受到相對不良的電流集極效率。亦 20為所熟知的是，燃料電池受到非所欲之催化/活化極化損 耗。除此之外，薄膜電流集極大體上在高溫下凝聚，並變 得中斷。因此，電流集極造成效率的損耗。 【發明内容3 發明概要 6 1224883 本發明係藉提供一燃料電池而解決上述列舉之缺點， 該燃料電池包括一或更多的燃料電池總成。每一燃料電池 總成具有持有一長度之一電解質、持有一長度之一陽極並 係配置在電解質的一側邊上、以及持有一長度之一陰極並 5 係配置在電解質的相同或是另一側邊上。燃料電池進一步 包括複數之電流集極。每一電流集極大體上係嵌入於，且 大體上連續延伸電解質、陽極及陰極之至少其中之一者的 個別長度。 圖式簡單說明 10 本發明之具體實施例的目的、特性以及優點，參考以 下的詳細說明及圖式將變得顯而易見，其中： 第1A圖係為本發明之一具體實施例的一剖面、橫截面 側視圖，顯示複數之傳導構件以及複數之電流集極； 第1B圖係為在第1A圖中所示具體實施例的電極支承 15 (陽極或陰極）之右下邊緣（以虛線分離）的一可交替形式的 一剖面、橫截面側視圖； 第2圖係為本發明之具體實施例的一概略俯視圖，顯示 陽極及陰極電流集極； 第3A圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 20 法的一第一步驟的橫截面側視圖，顯示位在基質上的傳導 構件； 第3B圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第二步驟的橫截面側視圖，顯示電解質的沉積； 第3C圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 7 1224883 法的一第三步驟的橫截面側視圖，顯示選擇性去除基質； 第3D圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第四步驟的橫截面側視圖，顯示陽極或陰極的沉積； 第3E圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 5 法的一第五步驟的橫截面側視圖，顯示陰極或陽極的沉積； 第4圖係為本發明之一可交替具體實施例的一橫截面 側視圖，顯示陽極寬度對陰極寬度之一比例的一實例； 第5圖係為本發明之另一可交替具體實施例的一橫截 面側視圖，顯示陽極寬度對陰極寬度之一比例的一可交替 10 實例； 第6圖係為本發明之一具體實施例的一橫截面側視 圖，顯示在一電極内一個以上的電流集極； 第7A圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第一步驟的橫截面側視圖，顯示位在電解質上的傳 15 導構件； 第7B圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第二步驟的橫截面側視圖，顯示陽極或陰極的沉積； 第7C圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第三步驟的橫截面側視圖，顯示陰極或陽極的沉 20 積，並亦顯示（利用虛線）陽極、陰極及電解質的長度； 第8圖係為本發明之一可交替具體實施例的一剖面、橫 截面側視圖，顯示一基質支承式雙室燃料電池； 第9圖係為一雙室燃料電池的一可交替具體實施例的 一剖面、橫截面側視圖；以及 8 第10圖係為本發明之一具體實施例的一橫截面視圖， 顯示具有一係完全地嵌入於其中之電流集極的一電極（陽 極或陰極）。

t實施方式;J 具體實施例之詳細說明 本發明係基於非預期及偶然的發現，大體上可藉由將 電流集極喪入於陽極、陰極及/或電解質之中而得以改良燃 料電池之性能。應瞭解的是，於此所使用的術語措辭‘‘大體 上嵌入’’意味著傳導構件及/或電流集極係藉由一分離區域 之外的個別陽極/陰極/電解質所圍繞。該分離區域係視本發 明的特疋具體實施例而定，由陽極、陰極或電解質所覆蓋。 應進一步瞭解的是，於此所使用的術語措辭“完全地嵌入” 思味著電流集極係藉由個別陽極/陰極圍繞著所有侧邊。 於本發明之具體實施例中，電流集極效率係有利地增 加。並未受限於任何原理，咸信如此係由於電流集極與電 極（位於電極之容積内）之間的增加表面積接觸而造成。再 者’於本發明之具體實施例中，可使用電沉積技術用以製 作南表面積結構；咸信如此能夠有利地減少催化偏化損 耗。再者'，本發明之具體實施例可使元件結構能夠堆疊用 於改良堆疊的平衡；例如，該等層大體上並未在電流集極 /儿積步驟而停止。再者，電沉積製程有利地用以密封堆疊 之平衡内接頭。 在下文中說明的燃料電池10、10,、10，，、10，，，、10，，，， 中’當開始沉積為傳導構件2〇，時，電流集極20可使用（假若 使用接續的電沉積製程）作為燃料電池之活性成分的電沉 積所用之電極，亦即，陽極16、陰極18以及電解質14、14’、 14”。因而該等用於活性成分之電沉積的電極，之後可有利 地供成為針對陽極16及/或陰極18所用之電流集極的雙重 5 目的。 現參考第1A圖，本發明之燃料電池的一具體實施例， 一般係以代表符號10加以標示。燃料電池10可包括一或更 多的燃料電池總成12。燃料電池總成12具有一電解質14 ; 一陽極16係配置在電解質14之一側邊上；以及一陰極18係 10 配置在電解質14之相同或是另一側邊上。 燃料電池10具有一或更多的電流集極20，每一電流集 極20大體上係嵌入於其中，且大體上連續延伸電解質14、 陽極16及/或陰極18之個別長度。例如，於第1A圖中，每一 電解質14、陽極16及陰極18之長度，係與頁面垂直。於第 15 7C圖中，電解質14、陽極16及陰極18之長度係以虛線顯示， 並分別以代表符號34、36及38加以標示。於第2圖中，所圖 示之電流集極20之長度係以代表符號C加以標示。第2圖進 一步顯示連接構件24、24’在操作上附裝至電流集極20，用 於將燃料電池10連接至一電負載L及/或一電儲裝置S。連接 20 構件24、24’可由任一適合的材料所構成。於一具體實施例 中，連接構件24、24’其之主要成分為一電傳導材料。該一 電傳導材料的一些適合實例包括，但不限定在以下的至少 之一成分：銀、妃、翻、金、鈦、组、鉻、鐵、鎳、碳、 以及其之混合物。 10 1224883 電負載L可包括複數之I置，包括但不限定在以下任一 或是所有的裝置：玎攜式或疋其他型式，消費性及軍用之 電腦、可攜式電子設僙（例如，可攜式數位助理(PDAS)、可 攜式電動工具等）、以及通訊裝置。電儲裝置S可包括，如 5非限定實例，在以下任/或是所有的裝置：電容器、電池、 以及電力調整器。一些示範的電力調整器包括可不間斷之 電源、直流/交流轉換器、直流電壓轉換器、電壓調節器、 示流器等。 同時考量的是，在一些情況下，本發明之燃料電池10、 10 10,、10”、1〇，，，、10，，，，可適用於交通工業，例如，用以提 供汽車動力，以及適用於公用事業，例如，位於發電廠内。 就此所界定而言，電流集極20係為電傳導構件20,，其 已藉由一配置與其接觸的電極（陽極16或是陰極18)而成為 電流集極20。第1A、3A-3D、7A及7B圖中所示係為傳導構 15 件20’之一些實例。 第1Α、4-6及7C圖係顯示電流集極20大體上嵌入在陽極 16及陰極18中。第3E圖係顯示電流集極20大體上嵌入在電 解質14中。 如第1A、4-6及7C圖中所示，每一電流集極2〇大體上係 20嵌入在陽極16及陰極18之至少其中之一者中。於該等具體 貝施例中，母一電流集極2〇包括一分離暴露表面22，其大 體上連績延伸個別的陽極16或陰極18的長度。暴露表面 係藉由電解質14所覆蓋。 如第3E圖中所示，每一電流集極2〇大體上嵌入在電解 11 1224883 質14中。於此具體實施例中，每一電流集極20具有一分離 暴露表面23，其大體上連續延伸電解質14的長度。暴露表 面23係藉由陽極16或陰極18所覆蓋。應瞭解的是，電流集 極20/傳導構件20’可視一特定目的用途所欲及/或需要，而 5 為任一適合的形狀、形式及尺寸。再者，暴露表面22、23 亦可視一特定目的用途所欲及/或需要，而為任一適合的形 狀、形式及尺寸。 參考第ΙΑ、3E、7C、8及9圖，於本發明之燃料電池、 10’、10”、10”’、10’”’的任一具體實施例中，至少一些電 10 流集極20及/或傳導構件20’可任擇、具選擇性地自電解質 14、陽極16及/或陰極18中去除，表少提供一氣體流動通道 26(第1A及8圖）用以產生一供氣體（空氣及/或燃料）進出燃 料電池10、10,、10”、1〇，，，、10，，，，的路徑。氣體流動通道 26可有利地增加暴露至氧化物/空氣以及反應物/燃料的活 15性表面積。於第1A圖中，儘管僅顯示二氣體流動通道26， 一通道係位在陽極16上方供反應物所用，以及另一通道係 位在陰極18上方供氧化物所用，視所需可去除電解質層14，， 中之更多或是所有的傳導構件2〇,，用以提供更多的氣體流 動通道26(如第8圖中所示）。 2〇 應瞭解的是，電流集極2(V傳導構件20,可由任一適合的 傳導材料構成。傳導材料可劃分成傳導金屬、傳導氧化物、 傳導性金屬陶瓷、以及傳導合成物。所需的是，並且在本 發明之一些具體實施例中，電流集極20以專導構件20,較佳 地係由一能夠耐受陽極16/電解質14/陰極18燒結（或是退火) 12 1224883 的狀況(溫度）的材料所構成。 於一具體實施例中，傳導材料係至少為以下材料的其 中之一：金、I呂、翻、銅、鎳、釕、氧化釕、銀、I巴、鈦、 组、鉻、LaxSryMn03j、LaxSryCr03_3、傳導合成物、傳導 5 性金屬陶曼、鐵、碳、上述任一者之合金、以及其之混合 物。 應進一步瞭解的是，傳導合成物可由任一適合材料所 構成。於一具體實施例中，該傳導合成物至少包括以下的 其中之一材料：LaxSryMn03_3+M、LaxSryCr03_5+M、以及其 10 之混合物，其中Μ係至少為一金屬。 在一些情況下，一些非限定材料係更適於供陽極16所 用的電流集極20，包括鉑、金、鈀、不銹鋼以及電鍍不銹 鋼、其之合金、以及其之混合物。 在一些情況下，一些非限定材料係更適於供陰極18所 15 用的電流集極20，包括翻、金、銀、釕、其之合金、以及 其之混合物q 在一些情況下，一些非限定材料係供已成為犧牲層（亦 即，係經去除用以提供氣體流動通道26，及/或係經去除用 以提供一預定所需的燃料電池1 〇結構）之傳導構件2 0 ’所 20 用，包括铭、鎳、銅、碳、其之合金、以及其之混合物。 包含在特定物質中被視為犧牲層的一非限定實例，在第1A 圖中係以代表符號30加以標示。 應瞭解的是，燃料電池10、10’、10”、10”’、10’’”係 可為以下的其中之一型式：固體氧化物燃料電池、質子傳 13 1224883 導陶瓷燃料電池、鹼性燃料電池、聚合物電解質薄膜(pem) 燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體燃料電池、以及直 接甲醇聚合物電解質薄膜(PEM)燃料電池。於本發明之一具 體實施例中，燃料電池1〇、10’、10，，、10，，，、1〇，，，，係為一 5 固體氧化物燃料電池。 電解質14可由任一適合的材料所構成。於本發明之一 具體實施例中，電解質14至少係為以下其中之一者：氧離 子傳導薄膜、質子導體、礙酸鹽(CO/·)導體、〇η·導體、以 及其之混合物。· 10 於一可交替的具體實施例中，電解質14至少係為以下 其中之一者：正立方體螢石（cubic fluorite)結構、雜摻正立 方體螢石、質子交換聚合物、質子交換陶瓷、以及其之混 β 合物。於一進一步之可交替的具體實施例中，電解質14至 1 少係為以下其中之一者：記安定化氧化錯、samarium 15 doped-ceria、gadolinium doped-ceria、LaaSrbGacMgd03_5、 以及其之混合物。 應瞭解的是，可視一特定目的用途所欲及/或需要’陽 極16與陰極is可由任一適合的材料構成。於一具體實施例 中，每一陽極16與陰極18至少係為金屬、陶瓷及金屬陶瓷 20的其中之一者。 - 於本發明之一具體實施例中，一些可適用於陽極16的 - 非限定金屬實例，至少係包括以下的其中之一者：鎳、鉑 以及其之混合物。一些可適用於陽極16的非限疋陶曼貝 例’至少係包括以下的其中之一者：CexSmy〇2·3、 14 1224883

CexGdy〇24、LaxSryCrz03j、以及其之混合物。一些可適用 於陽極16的非限定金屬陶瓷實例，至少係包括以下的其中 之一者·· Ni-YSZ、Cu-YSZ、Ni-SDC、Ni-GDC、Cu-SDC、 Cu-GDC、以及其之混合物。 5 於本發明之一具體實施例中，一些可適用於陰極18的 非限定金屬實例，至少係包括以下的其中之一者：銀、鉑 以及其之混合物。一些可適用於陰極18的非限定陶瓷實 例，至少係包括以下的其中之一者：SmxSryCo03_3、 BaxLayCo034、GdxSryCo03_5、以及其之混合物。 ίο 於此所說明的任一具體實施例中，燃料電池ίο、ίο’、 / 10”、10”’、10’”’所暴露之氣體包括反應物及/或氧化物及/ 或其之混合物。於一具體實施例中，該反應物係為燃料， 以及該氧化物係為氧、空氣、以及其之混合物的其中之一 者。 15 應暸解的是，任何適合的燃料/反應物可與本發明冬燃 料電池10、10’、10”、10”，、10”’’一同使用。於一具體實 施例中，所選定之燃料/反應物可得自於以下至少其中之一 者：甲烧、乙烧、丙烧、丁烧、戊烧、甲醇、乙醇、較高 的直鏈或混合的碳氫化合物，例如，天然氣或汽油（低硫碳 20 氫化合物係為所需的，例如，低硫汽油、低硫煤油、低硫 柴油）、以及其之混合物。於一可交替的具體實施例中，燃 料/反應物係有以下所組成之群組中選定：丁烷、丙烷、甲 烷、戊烷、以及其之混合物。針對内部及/或直接重組的相 配性、操作溫度範圍内適合的蒸氣壓力、以及相似的參數 15 而可選定適合的燃料。 於本發明之一具體實施例中，燃料電池10係為一單室 砧料電池。第3E圖係為一單室燃料電池的一實例。於單室 *然料電池之具體實施例中，氣體係為反應物與氧化物的一 5思合物。 於本發明之一可交替的具體實施例中，燃料電池1〇係 為—雙室燃料電池。第1A圖係為一雙室燃料電池的一實 例。應瞭解的是，第1A圖之具體實施例可修改成一單室燃 1〇料電池。於雙室燃料電池之具體實施例中，氣體係為反應 及氧化物之其中之一者。將氧化物承載至每一燃料電池 總成的陰極18，以及將反應物承載至每一燃料電池總成的 陽極16。 現參考第3D圖，該複數之電流集極2〇之每一電流集極 具有一寬度28。於一具體實施例中，寬度28範圍約可介於工 15 y 微米與500微米之間。於一可交替的具體實施例中，電流集 極寬度28範圍約可介於5微米與1〇〇微米之間。 該複數之電流集極20之每一電流集極具有一厚度32。 於—具體實施例中，厚度32範圍約可介於〇·ΐ微米與1〇〇微 米之間。於一可交替的具體實施例中，電流集極厚度32範 20 圍約可介於1微米與10微米之間。 假若電流集極2 0 /傳導構件2 0 ’係經設計使用作為一犧 牲層30，用以提供一氣體流動通道26及/或用以提供一預定 所需之燃料電池10結構，該等每一電流集極20/傳導構件20, 所需的寬度28範圍約介於40微米與2〇〇微米之間。該等每一 16 1224883 電流集極20/傳導構件20’進而所需的厚度32範圍約介於^ 微米與5微米之間。 再次參考第2及7C圖，於本發明之一可交替的具體實施 例中，電流集極長度C、陽極長度36、陰極長度38、以及電 5 解質長度34之該每一範圍約介於〇·〇1公分與12公分之間。 於一可交替的具體實施例中，電流集極長度C、陽極長度 36、陰極長度38、以及電解質長度34之該每一範圍約介於5 公厘與25公厘之間。 現參考第3C圖，於本發明之一具體實施例中，電解質 10 14的厚度40範圍可約介於3微米與1500微米之間。於一可交 替的具體實施例中，電解質厚度40範圍可約介於15微米與 300微米之間。 現參考第3C圖，於本發明之一具體實施例中，電解質 14的全寬度42範圍可約介於〇.〇1公分與12公分之間。於一 15 可交替的具體實施例中，電解質全寬度42範圍可約介於5公 厘與25公厘之間。 現參考第3E圖，相鄰的電流集極20之間的寬度係以代 表符號44標示，陽極之厚度係以代表符號46標示，以及陰 極之厚度係以代表符號46,標示。於本發明之一具體實施例 20中，該每一陽極厚度46以及陰極厚度46,係約小於相鄰電流 集極20之間寬度44的一半。 於本發明之一具體實施例中，相鄰電流集極之間寬度 44範圍約介於1微米與1500微米之間。於本發明之一可交替 的具體實施例中，相鄰電流集極之間寬度44範圍約介於3微 17 米與500微米之間。於本發明之另一可交替的具體實施例 中’相鄰電流集極之間寬度44範圍約介於5微米與300微米 之間。於本發明之另一可交替的具體實施例中，相鄰電流 集極之間寬度44範圍約介於15微米與100微米之間。 5 參考第3E圖，陽極16具有一寬度48，而陰極18具有一 寬度48’。於本發明之一具體實施例中，該每一陽極寬度48 以及陰極寬度48,係大於電流集極寬度28(第3D圖）。本發明 之具體實施例之該寬度48、48,，係需經選定致使陽極16不 致與陰極18接觸。 鲁 10 現參考第4及5圖，於本發明之一可任擇的具體實施例 中’變化陽極寬度48對陰極寬度48,的比值。如於第4圖中 所示，陰極寬度48,可大於陽極寬度48。如於第5圖中所示， ’ 陽極寬度48可大於陰極寬度48,。因而陽極16與陰極18之活 * 性係為不同的’並可精由變化比值而能夠選擇地調整至一 15 預定的活性。 現參考第6圖，於本發明之一可任擇的具體實施例中， 大體上將一個以上的電流集極20嵌入於電解質14、陽極16 · 及/或陰極18中。於第6圖中所示的非限定實例中，陰極工8 大體上具有三電流集極20嵌入於其中。 20 應瞭解的是，所選定用以圖示不同之寬度、長度以及 · 其他尺寸的圖式，係針對說明目的而選定，針對不同尺寸 所詳述之數值意即應用在於此所揭露的任一具體實施例， 以及應用在於此所揭露之任一或是所有的圖式上。 應瞭解的是，陽極16、陰極18、電解質14、以及電流 18 1224883 集極20/傳導構件20,之側壁，可為任一適合的尺寸、形狀或 是形式。於本發明之一具體實施例中，陽極16、陰極18、 電解質14以及電流集極20/傳導構件20,，可任擇地具有有角 度地向外延伸之相對側壁。於第6圖中，陽極16係顯示具有 5 有角度地向外延伸之相對側壁50 ;以及陰極18係顯示具有 有角度地向外延伸的相對側壁52。於第1A及3B圖中，電解 質14係顯示具有有角度地向外延伸的相對側壁56 ;並且於 第1A圖中，電流集極20/傳導構件20,係顯示分別地具有有 角度地向外延伸之相對側壁54、54,。 _ 10 於本發明之一可交替的具體實施例中，陽極16、陰極 18、電解質14以及電流集極20/傳導構件20,，可任擇地具有 大體上垂直地延伸之相對側壁。於第1A圖中，陽極16係顯 ’ 示具有垂直延伸之相對側壁50 ;以及陰極18係顯示具有大 · 體上垂直延伸的相對側壁52。於第7A及7B圖中，電解質14 15 係顯示具有大體上垂直延伸的相對側壁56 ;以及電流集極 20/傳導構件20,係顯示分別地具有大體上垂直地延伸之相 對側壁54、54,。 鲁 現參考第3D及7A圖，本發明之一具體實施例可任擇地 進一步包括一黏著層58，大體上環繞著該每一複數之電流 20 集極2〇/傳導構件20,。為了圖示目的，僅一些電流集極20/ ， 傳導構件20,係顯示具有一黏著層58 ;然而，應瞭解的是， 假若施以一黏著層58，儘管非為必需，其大體上係施加在 電流集極20/傳導構件20,之一整層上。假若在某種情況下， 在構成電流集極2(V傳導構件20,與接續施加層（例如，陽極 19 1224883 丄6、陰極18、電解質14)的材料間高度並未如所需般高，則 需一黏著層58。黏著層58之厚度係相對地薄，且厚度範圍 係約介於1奈米與200奈米之間。一些適於黏著層58的材料 貫例，包括但不限定在以下的其中之一者：组、鉻、欽、 5 以及其之混合物。 現參考第7C圖，本發明之一具體實施例之一燃料電池 導體60包括一主體（其係為電解質14、陽極16及/或陰極18) 長度分別為34、36、38，以及一電流集極2〇大體上嵌入其 中，並連續地延伸主體之長度34、36、38。應瞭解的是， 10所用名詞“導體”，於此所使用之導體60,意即包括離子(如 同電解質14之狀況)及/或電子（如同陽極16或陰極18之狀況) 的一導體。 現參考第7A圖，一種製造一燃料電池1〇，的方法，包括 將一第一62以及一第二64傳導構件2〇,沉積在一電解質層 15 14上的步驟，其中該每一第一62以及一第二64傳導構件20, 具有一暴露表面22’，該暴露表面22,係為未與電解質14接觸 的表面° 現參考第7B圖，製造燃料電池1〇，的方法進一步包括將 -陽極層16或-陰極層18沉積在第—傳導構件似暴露表 2〇面22,上的步驟，其中該第一傳導構件以係為施加之電極層 所用的私流集極2〇。於第％圖中所示的非限定實例，顯 丁 /儿積在第-傳導構件62上的_陰極層18。應瞭解的是， 可選擇將陽極層16沉積在第一傳導構件62上。 再夂參考第7CH，製造燃料電池1〇，的方法進一步包括 20 1224883 將其他的陽極層16以及陰極層18沉積在第二傳導構件64之 暴露表面22,上的步驟，其中該第二傳導構件64係為施加之 電極層所用的一電流集極20。於第7C圖中所示的非限定實 例，顯示沉積在第二傳導構件64上的一陽極層16。應瞭解 5的疋，假若選擇將陽極層W沉積在第一傳導構件62上，則 一陰極層18應沉積在第二傳導構件64上。 應瞭解的是，可藉由任一適合的方法完成陽極層16與 陰極層18之沉積。於本發明之一具體實施例中，此沉積係 藉由電沉積、化學統沉積(CVD)、物理蒸氣沉積(pVD)、 · 1〇方疋轉塗佈、原子沉積、及/或相似方法而完成。於本發明之 進一步具體貫施例中，此沉積係可藉由電解沉積及/或電 泳沉積而完成。 ·· 現芩考第1A圖，一種製造燃料電池1〇、1〇，的方法包括 · 上文中的步驟’並可進一步包括將複數之第三傳導構件66 15沉積在一第二電解質層14,以及至少一些陽極層16與陰極 層18上的步驟。該非限定方法可進而包括將一進一步/第三 電解質層14’’沉積覆蓋第三傳導構件66的步驟。儘管電解質 鲁 層14’及14’’係顯示為二分開層，但應瞭解的是，電解質層 14’及14’’係可結合為一單電解質層。 20 製造燃料電池10、1〇’的方法進一步可任擇地包括選擇 性地將複數之第一62、第二64以及第三66傳導構件20,之至 少其中之一者去除的步驟，用以提供至少一氣體流動通道 26。應瞭解的是’此選擇性去除可藉由任一適合的方法完 成。然而，於一具體實施例中，藉由蝕刻法完成選擇性去 21 1224883 除步驟。 舄瞭解的是，電解質層14、第二電解質層14,以及第三 電解質層14，，之沉積，可藉由任—適合的方法完成。於一具 體貫施例中，此方法係至少為以下的其中之一者：電沉積、 化學蒸氣沉積(CVD)、物理蒸氣沉積(PVD)、旋轉塗佈、原 子沉積、以及相似方法。於—進H體實施例中，電解 貝層14 14 14係藉由電泳沉積、電解沉積、陰極電解 沉積、及/或料方法的結合而沉積。於_進_步可交替的 具體貫施例中，電解暂屏14、14，、14，，# μ 电胛貝層14、14 Μ係糟由電泳沉積法 10

而沉積。 電沉積法係為有利的，選擇性傳導構件2〇ν電流集極2〇 容許藉由電荷與電位使圖案層沉積，及/或傳導構件I/電 流集極2〇之三維囊封。就其本身而論，不需蝕刻而控制陽 極16、陰極18、及/或電解質14、14,、14，，。

現參考第4圖，一種製造燃料電池1〇、1〇，的方法，進 一步可任擇地包括將一保護層68，在陽極16或陰極18之沉 積之前沉積在第一62及第二64傳導構件20,上的步驟，其中 在咼溫卞保護層68可有利地讓第一 62及第二64傳導構件更 為穩定。 假若需要一保護層68及/或一特定目的用途所需，則其 應為一相對薄層，例如，其之大小約大於i奈米。應瞭解的 是’可由任一適合的材料構成保護層68，其係具被動性/惰 性亚且對於催化作用並非為一抑制劑。於一具體實施例 中’保護層68包括以下材料中之至少其中之一者：陶瓷、 22 1224883 鋁、鈦、惰性氧化物層、以及其之混合物。 保護層68對於防止電流集極2〇之非所欲凝聚（中斷)係 為有用的。假若構成電流集極20的材料在其所處環产内， 例如大體上嵌入於一陶瓷陽極16或陰極18材料，高溫下係 5 足夠穩定，則並非需要保護層68。 現參考第3A圖，一種製造燃料電池1〇，，的方法，包括 將複數之第一62及第二64傳導構件20,沉積在一基質7〇 上。每-第-62及第二64傳導構件，具有一第一暴露表面 22’，該第一暴露表面22,係為未與基質7〇接觸的表面。基質 10 70具有一暴露區域72，其未與複數之第一62及第二64傳導 構件20’接觸。應瞭解的是，可選擇任一適合材料供基質％ 所用。於一具體實施例中，基質7〇係至少由以下其中之一 材料所構成：單晶矽、多晶矽、包含介電基質的氧化矽、 氧化鋁、藍寶石、陶瓷、以及其之混合物。於本發明之一 15可交替的具體實施例中，單晶矽係為一基材70選擇。 現芩考第3B圖，製造燃料電池1〇，，的方法可進一步包 括將電解質層14沉積在第一 62及第二64傳導構件20,之 第暴路表面22’上’以及沉積在基質暴露區域72上的步 驟。 2〇 現參考第3C圖，該方法可進一步包括將預定量之基質 7〇去除的步驟，俾便暴露一包括第一傳導構件62之一重複 圖案、電解質14、第二傳導構件64的一分離區域74。每一 第一62及第二64傳導構件2〇,，具有一第二暴露表面23，該 第一暴露表面23係為基質70已去除的表面。應瞭解的是， 23 1224883 可藉由任一適合的方法完成基質7〇去除步驟。於一具體實 施例中，可藉由蝕刻完成基質7〇去除步驟。 現參考第3D圖，該方法可進一步包括將一陽極層16與 -陰極層18之其中t-者沉積在第一傳導構件62之第二暴 5露表面23上的步驟，其中第一傳導構件62係為用於沉積電 極的一電流集極。第3D圖中的一非限定實例，係圖示一陰 · 極層18沉積在每一第一傳導構件62上。 現芩考第3E圖，該方法可進一步包括將一陰極層18與 一陽極層16之另一者沉積在第二傳導構件64之第二暴露表 鲁 10面23上的步驟，其中第二傳導構件64係為用於沉積電極的 一電流集極。第3E圖中的一非限定實例，係圖示一陽極層 16沉積在每一第二傳導構件64上。 · 應瞭解的是，在本發明之燃料電池1〇、1〇，、1〇”、1〇，，，、 · 10’’’’之具體實施例中，可藉由任一適合的方法將不同層（電 15解質14、14,、14，，、陽極Μ、陰極18)沉積，該等方法包括 但不限定在電沉積、化學蒸氣沉積（CVD)、物理蒸氣沉積 (PVD)、旋轉塗佈、原子沉積、以及相似方法。於一具體實 鲁 施例中，電解質14係藉由電泳沉積法加以沉積，以及陽極 16/陰極18係藉由電解沉積法而沉積。假若使用無電沉積方 20法，例如，化學蒸氣沉積（CVD)、原子沉積、物理蒸氣沉積 、 (PVD)、旋轉塗佈，則本發明之方法應增加用於光罩與圖案 化的步驟。 > 應療解的是，傳導構件20，可藉由任一適合的方法加 以沉積，該等方法包括但不限定在無電沉積法(例如，物理 24 条氣沉積）以及相·似方法。沉積之後，傳導構件2〇’可藉由微 W韻刻術、奈米壓印法以及相似方法構成。 再次參考第1A圖，製造燃料電池10的一可交替的方 法’包括將第一76複數之停導構件20,沉積在一陽極表面16 5 或是一陰極表面18上的步驊。 陽極16/陰極18支承表面88(將第一 76複數之傳導構件 20’安置於其上的表面），本身係沉積在一非嵌入傳導構件 84’上。例如，可藉由蝕刻法將非嵌入傳導構件84，整個地去 除’用以將陽極16/陰極18支承表面88露出至反應物及/或氧 10化物。假若構件84’完全地去除，則第一76複數之傳導構件 20’將成為陽彳虽16/陰極18支承表面88所用的電流集極20。 可交替地，如第1B圖中所示，構件84,可經部分地蝕刻 用以提供作為反應物及/或氧化物進入的通道86。該部分蝕 刻亦提供非嵌式電流集極84，用以聚集供陽極16/陰極18支 15 承表面88所用之電流。 參考第1A圖，每一第一76複數之傳導構件具有一暴露 表面21’，其係為未與陽極16/陰極18支承表面⑽接觸的表 面。支承表面88具有一暴露區域78，該區域並未與第一％ 複數之傳導構件20’接觸。 20 第一電解質層14係沉積在第一 76複數之傳導構件2〇, 之暴露表面21，上，以及沉積在暴露區域78上。第一電解質 層14係藉由任一適合的方法加以平面化(如圖所示），例如， 諸如化學機械拋光(CMP)。可交替地，當沉積時大體上可留 下第-電解質層14(例如，見第9圖）。複數之第一心及第二 25 1224883 64傳導構件20’係沉積在第一電解質層14上。 將一陽極層16或是一陰極層18沉積在第一傳導構件62 之暴露表面22’上。將一陰極層18或是一陽極層16的另一者 沉積在第二傳導構件64之暴露表面22,上。 5 可父替之製造本發明之燃料電池10的方法，可進一步 包括在相鄰陽極16與陰極18層之間沉積一第二電解質14, 的步驟。第二80複數之傳導構件20,可接著沉積在陽極層16 與陰極層18之至少其中之一些者上，其中該每一第二8〇複 數之傳導構件20,具有一暴露表面82,該暴露表面82係為未 10 與陽極層16或陰極層18接觸的表面。第三電解質層14，，可接 著沉積覆蓋第二80複數之傳導構件20,。 現參考弟8圖，本發明之燃料電池的一可交替呈體實施 例一般係以代表符號10’，，加以標示。燃料電池1〇,，，係為一 支承雙室燃料電池的基質70。燃料電池1〇，，，係藉由上述相 15關於第1A圖而提出之方法所構成，所不同的是第一％複數 之傳導構件20’係沉積在基質7〇上（如第1 a圖中所示與陽極 16/陰極18支承表面88相對）。假若需要一具有封閉氣體流動 通道26的雙室燃料電池，則第8圖之燃料電池1〇,，，係可為商 合的，不需任一暴露通道(諸如第1B圖中的暴露通道祕）用 20 於讓反應物及/或氧化物進入。 現參考第9圖，本發明之燃料電池的一可交替具體，扩 例一般係以代表符號10，，，，加以標示。燃料電池1〇，，，， 1糸為 一雙室燃料電池的一可交替具體實施例。燃料電池10，”，係 可藉由以下方法所構成。將一傳導構件20,沉積在基質川 26 1224883 上。接著將陽極16/陰極18支承表面88沉積在傳導構件2〇, 上。第一92複數之電流集極20沉積在陽極16/陰極18支承表 面88上。電解質層14係經沉積覆蓋第一92複數之電流集極 20 ’並且覆盖陽極16/陰極18支承表面路之暴露表面％。於 5此，可任擇地藉由任一適合的方法，例如，化學機械拋光 (CMP)，將電解質層14平面化，用以在電解質層14與電解質 層14’之間的介面處提供如第1八圖中的一大體上平坦表 面。第二94複數之電流集極20/像導構件2〇，係沉積在電解質 層14上。與陽極16/陰極18支承表面明相對的電極層9〇，係 10 、、二/儿積覆蓋弟一 94複數之電流集極2〇，並覆蓋電解質層 14。例如，假若層88係為一陽極16，則層9〇係為一陰極18， 反之亦然。因而基質70與覆蓋基質7〇的傳導構件2〇，係可部 分地或是完全地去除，例如藉由蝕刻法，用以暴露表面肋 至反應物及/或氧化物。於燃料電池1〇，”，之一具體實施例 15中，基材70與位在其上的傳導構件20,係經完全地去除，用 以將陽極16/陰極18支承表面88之整個下表面暴露至反應 物及/或氧化物。 第9圖之雙室燃料電池1〇’’’’可為所需的，其係為一簡單 的雙室燃料電池，可有利地藉由上述相當簡單的方法構成。 20 ㉟參考第1G® 可交替的電流集極，於薄膜燃料電 池中所需，係以代表符號96加以標示。薄膜電流集極％係 完全地嵌入於一陽極16及/或一陰極18中。一種用於構成電 流集極96的方法，包括沉積一電極（陽極16或陰極18)的一第 -層98的步驟。接著將-或更多的薄膜電流集極％沉積覆 27 1224883 蓋著電極第一層98。電流集極96係可如圖所示構成為一或 更多的薄指狀物，或可沉積為任一形式，例如，為一網狀 形式。電極第二層100(亦即，假若第一層98係為一陽極16， 則第二層100亦為一陽極16，而假若第一層98係為一陰極 5 18，則第二層100亦為一陰極18)係經沉積覆蓋電流集極96 以及覆蓋第一層98。 第10圖之具體實施例的完全嵌式電流集極96係可為所 需的，其中陽極16或陰極18之周圍層可有利地改良電流集 極96之穩定性，並防止電流集極96之非所需的凝聚，從而 10 提供一高效率電流集極96，及/或延長配置於其中之電極 16、18之高效率壽命。 應瞭解的是，在第8-10圖中所示之具體實施例的沉 積、圖案化及/或去除製程，可藉由在上文中相關於第1A-7C 圖之具體實施例提出的任一方法及/或可交替方法所完 15 成。應進一步瞭解的是，在第8-10圖中所示之具體實施例 的不同元件的大小、形狀、形式、尺寸等，係可為在上文 中相關於第1A-7C圖之具體實施例提出者。 於本發明之任一具體實施例中，在任一或是所有之所 需層，或是所需層之任一結合沉積之後，在約介於200°C與 20 1500°C之間的溫度範圍的溫度下將燃料電池10、10’、10”、 10”’、10”’’燒結/退火。於一可交替的具體實施例中，在約 介於600°c與1100°C之間的溫度範圍的溫度下將燃料電池 10、10’、10”、10’”、10”’’燒結/退火。應瞭解的是，該溫 度應夠高用以燒結陽極16、陰極18及電解質14、14’、14”， 28 1224883 溫度不低於燃料電池之操作溫度，並且不高於電流集極20 能夠耐受的溫度。 一種使用一燃料電池10、10’、10”、10”，、10”’’的方 法，可包括操作上將燃料電池10、10’、10”、10”’、10”” 5 與一電負載L與一電儲裝置S之至少其中之一者連接。可使 用該複數之電流集極20之至少一些電流集極，有助於完成 此連接。 本發明之具體實施例係為有效的，藉由可任擇電化學 技術（例如，電泳及電解沉積）容許製成相對薄膜燃料電池 10 10、10’、10”、10”，、10’”’，例如，固體氧化物燃料電池。 於該等技術中所使用的傳導構件20’，因而可有利地使用作 為高效率電流集極20及/或犧牲結構30(第1A圖）。 本發明之具體實施例係為有利的，在於本發明之方法 係為相對地簡早的方法。再者’電流集極20之南表面積（有 15 效的）利用。再者，如為所需，可達到氣密封。再者，本發 明之具體實施例提供不需使用陶瓷蝕刻而增加陽極16/陰 極I8之表面積的能力。 儘管已詳述本發明之複數的具體實施例，但熟知此技 藝之人士應顯而易知的是，該等揭露的具體實施例係可加 20 以修改。因此，前述說明係視為具示範性而不具限制性， 並且本發明之真實範疇係由以下的申請專利範圍加以限 定。 I：圖式簡單說明3 第1A圖係為本發明之一具體實施例的一剖面、橫截面 29 側視圖’顯示複數之傳導構件以及複數之電流集極； 第1B圖係為在第ία圖中所示具體實施例的電極支承 (陽極或陰極）之右下邊緣（以虛線分離）的一可交替形式的 一剖面、橫截面側視圖； 第2圖係為本發明之具體實施例的一概略俯視圖，顯示 陽極及陰極電流集極； 第3A圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第一步驟的橫截面側視圖，顯示位在基質上的傳導 構件； 第3B圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 去的一第二步驟的橫截面側視圖，顯示電解質的沉積； 第3C圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 去的一弟二步驟的橫截面側視圖，顯示選擇性去除基質； 第3D圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第四步驟的橫截面側視圖，顯示陽極或陰極的沉積； 第3 E圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 去的一第五步驟的橫截面側視圖，顯示陰極或陽極的沉積； 第4圖係為本發明之一可交替具體實施例的一橫截面 側視圖，顯示陽極寬度對陰極寬度之一比例的一實例； 第5圖係為本發明之另一可交替具體實施例的一橫截 面側視圖’顯示陽極寬度對陰極寬度之—比例的_可交替 實例； 3 第6圖係為本發明之一具體實施例的—橫截面側視 圖，顯示在一電極内一個以上的電流集極； 1224883 第7A圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第一步驟的橫截面側視圖，顯示位在電解質上的傳 導構件； 第7B圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 5 法的一第二步驟的橫截面側視圖，顯示陽極或陰極的沉積； 第7C圖係為製造本發明之一具體實施例的一非限定方 法的一第三步驟的橫截面側視圖，顯示陰極或陽極的沉 積，並亦顯示（利用虛線)陽極、陰極及電解質的長度；

第8圖係為本發明之一可交替具體實施例的一剖面、橫 10 截面側視圖，顯示一基質支承式雙室燃料電池； 第9圖係為一雙室燃料電池的一可交替具體實施例的 一剖面、橫截面側視圖；以及 第10圖係為本發明之一具體實施例的一橫截面視圖， 顯示具有一係完全地嵌入於其中之電流集極的一電極（陽 15 極或陰極）。 【圖式之主要元件代表符號表】 10、10,、10，，、10，，，、10，，，，··· 燃料電池 12…燃料電池總成 14、14’、14’’···電解質 16…陽極 18…陰極 20…電流集極 20’…傳導構件 21’···暴露表面 22、22’、23…分離暴露表面 24、24’···連接構件 26…氣體流動通道 28…電流集極寬度 30…犧牲層 32…電流集極厚度 34…電解質長度

31 1224883 36…陽極長度 38…陰極長度 40…電解質厚度 42…電解質全寬度 44…電流集極間寬度 46…陽極厚度 46’···陰極厚度 48…陽極寬度 48’···陰極寬度 50、52、54、54’、56…側壁 58…黏著層 60…燃料電池導體 62…第一傳導構件 64…第二傳導構件 66…第三傳導構件 68…保護層 70…基質 72…暴露區域 74…分離區域 76…第一複數之傳導構件 78…暴露區域 80…第二複數之傳導構件 82…暴露表面 84…非嵌入電流集極 84’···非嵌式傳導構件 86…通道 88…支承表面 90…電極層 92…第一複數之電流集極 94…第二複數之電流集極/傳 導構件 %…薄膜電流集極 98…電極第一層 100…電極第二層 C···電流集極長度 L···電負載 S···電儲裝置

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Claims (1)

1224883_ P年？月έ日 修正本 拾、申請專利範圍： 第92123147號專利申請案申請專利範圍修正本 93.08.06 1. 一種燃料電池，其包括： 複數之燃料電池總成，每一燃料電池總成包括： 5 持有一長度之一電解質； 持有一長度之一陽極，其係配置在電解質的一 側邊上；以及 持有一長度之一陰極，其係配置在電解質的一 側邊與一相對側邊的其中之一側邊上；以及 10 複數之電流集極，每一電流集極大體上係嵌入於， 且大體上連續延伸電解質、陽極及陰極之至少其中之一 者的個別長度，其中該電流集極係由一傳導材料所構 成； 其中該至少一些電流集極係具選擇性地自電解 15 質、陽極及陰極之至少其中之一者中去除，用以提供至 少一氣體流動通道。 2. —種電子裝置，其包括： 一負載；以及 申請專利範圍第1項之燃料電池，其係與負載連接。 20 3.如申請專利範圍第1或2項之燃料電池，其中該每一複數 之電流集極大體上嵌入在電解質中，其中該每一複數之 電流集極包括： 一分離暴露表面，其大體上連續延伸電解質的長 度；其中該暴露表面係藉由陽極及陰極所覆蓋。 10 15 8· 20 4·如2專利範圍第1或2項之燃料電池，其中該每-複數 之電流集極大體上係嵌入在陽極及陰極之至少其中之 者中，其中該每一複數之電流集極包括·· * 一分離暴露表面，其大體上連續延伸個別的陽極或 °的長度’其中該暴露表面係藉由電解質所覆蓋。 5. 如:請專利範圍第1或2項之燃料電池，其中該每-複數 之電流集極具有—長度’以及其中該電流集極長度、陽 =長度、陰極長度、以及電解質長度之該每—範圍約介 衣0.01公分與12公分之間。 6, 如申請專利範或2項之_電池，其進-步包括一 2相鄰電輸之_寬度，跑每—陽極及陰極 :二厚度’並且其中該每-陽極厚度以及陰極厚度係 '、、小灰相础電流集極之間寬度的1/2。 7·如申請專利範圍第】或2項烬 及陰極具有-1，， 其中該每—陽極 比值。 1义化其中陽極寬度對陰極寬度的 -種製造_電池的方法，其包括町的步驟· 上，以Γ第二傳導構件沉積在—電解質層 母及第二傳導構件 面，該暴露表面係為未與電解質接觸的表面’· 將一陽極層以及—陰極層之其中之一者 一傳導構件之暴露表面上，其中 # 、“ 陽極層與陰極層之其中之—者所用的—電係為供 將一陽極層與一陰極層n，以及 吝/儿％在第二傳導 34 構件之《表面上，其中二料構件係為供陽極層 輿陰極層之另—者所用的—電流集極。 9·如申請專利範圍第8項之方法，其進-步包括以下步驟： 將複數之第三傳導播从 、、構件沉積在陽極層與陰極層之 其中至少一些者上；以及 曰 將-第二電解質層沉積覆蓋該第三傳導構件。 1〇·—種製造燃料電池的方法，其包括以下的步驟： 將複數之第一及第-僅道扯& 弟一傳V構件沉積在一基質上，苴 10 2每—第—及第二傳導構件，具有—第-暴露表面 f弟一暴露表面係為未與基質接觸的表面，且其中該基 貝具有一暴露區域，該暴 … 恭路區域係為未與複數之第一及 弟一傳導構件接觸的區域； 15 〜^電解㈣沉積在第-及第二傳導構件之第一 恭路表面上，以及沉積在基質暴露區域上’· 將一預定量之基質去除，俾便暴露—包括第 構件之一重複圖宰、雷… 、、 域，1中^ r弟二傳導構件的-分離區 表面弟—及第二傳導構件’具有—第二暴露 恭露表面係為基質已去除的表面； 將一陽極層與一陰極層之其 20 傳導構件之第二暴露表面上，其中节第=沉積在第一 供陽極層與陰極層之並中之 / ♦導構件係為 及 /、中之者所用的—電流集極；以 將一陽極層與一陰極層之另一 。 , 者/儿積在第二值道 構件之第二暴露表面上，其中誃 專¥ Μ —彳寸導構件係為供陽 35 1224883 極層與陰極層之其中另—者所用的—電流集極。 —種製造燃料電池的方法，其包括以下的步驟. 將第-複數之傳導構件沉積在—陽極表面、—陰極 值面、以及一基質之其中之一者上，其中該第-複數之 :導構件具有—暴露表面，該《表面料未㈣^ =陰極表面、以及基質之其中之—者接觸的表面，且 玄陽録面、陰極“、以及基質之其中之一者具 有一暴露區域，該暴露區域” 件接觸的區域； 切 '為未與弟一複數之傳導構 ίο 〜=-第-電解㈣沉積在第—魏之料構件之 恭路表面上，以及沉積在暴露區域上； 將複數之第一及第-禮增# 一專守構件沉積在第一電解質 層上，其中該每一第一及繁- 、 及弟—傳導構件，具有一暴露表 15 面，该暴露表面係為未與第―電解質層接觸的表面； 將-陽極層與—陰極層之其中之—者沉積在第一 傳令構件之暴露表面上，苴中 極層與陰極層之巧之—者所傳¥構件係為供陽 ，、7之者所用的一電流集極； 將陽極層與一陰極層之另一者沉積在第二傳導 20 1暴露表面上，其中該第二傳導構件係為供陽極層 人陰極層之其中另-者所用的-電流集極’· 在：鄰的陽極與陰極層之間沉積一第二電解質層·’ 將弟一複數之傳導構件沉積在陽極層以及陰極表 面其中之至少一此去，甘+ 一上其中該每一第二複數之傳導構 <具有-暴露表面，該暴露表面係為未與陽極層以及陰 36 1224883 極表面其中之一者接觸的表面；以及 將一第三電解質層沉積覆蓋該第二複數之傳導構 件。 12. —種製造燃料電池的方法，其包括以下的步驟： 5 將一傳導構件層沉積在一基質上； 將一陽極層與一陰極層之其中之一者沉積在傳導 構件層上；

將一第一複數之電流集極沉積在陽極層以及陰極 層之其中之一者上； 10 將一電解質層沉積覆蓋該第一複數之電流集極，以 及沉積覆蓋陽極層與陰極層之其中之一者的一暴露表 面； 將一第二複數之電流集極沉積在電解質層上； 將一陰極層與一陽極層之另一者沉積覆蓋第二複 15 數之電流集極，以及沉積覆蓋電解質層；以及

去除傳導構件層以及基質，用以將陽極層與陰極層 之其中之一者的一外表面暴露至反應物、氧化物、以及 其之混合物的其中之至少一者。 13. 如申請專利範圍第8至12項中任一項之方法，其中該每 20 一複數之電流集極大體上係嵌入於電解質中，並且其中 該每一複數之電流集極包括： 一分離暴露表面，其大體上連續地延伸電解質之長 度；其中該暴露表面係藉由陽極與陰極之其中之一者所 覆蓋。 37 14. 如申請專利範圍第8至12項中任一項之方法，其中該每 一複數之電流集極大體上係嵌入於陽極與陰極之其中 至少之一者中，並且其中該每一複數之電流集極包括： 一分離暴露表面，其大體上連續地延伸個別的陽極 5 與陰極之長度；其中該暴露表面係藉由電解質所覆蓋。 15. 如申請專利範圍第8至12項中任一項之方法，其中該一 陽極層與一陰極層之其中之一者與另一者的沉積步 驟，係藉由電解沉積與電泳沉積之其中之一方法而完 成。 10 16.如申請專利範圍第8至12項中任一項之方法，其進一步 包含具選擇性地將第一、第二以及第三複數之傳導構件 之至少其中之一者去除，用以至少提供一氣體流動通道 的步驟。 17. 如申請專利範圍第8至12項中任一項之方法，其進一步 15 包含將一保護層，在陽極與陰極之其中之一者沉積之前 沉積在弟^一及弟二傳導構件上的步驟，其中在南溫下該 保護層讓第一及第二傳導構件更為穩定。 18. —種製造一電極的方法，其包括以下的步驟： 沉積一電極的一第一層； 20 將至少一電流集極沉積覆蓋電極的一第一層；以及 將電極的一第二層覆蓋該至少一電流集極，並覆蓋 電極的第一層之暴露表面，從而提供至少一嵌入於電極 中的電流集極。 19. 一種燃料電池，其包括： 38 1224883 一電解質； 持有一長度之一陽極，其係配置在電解質的一側邊 上；以及 持有一長度之一陰極，其係配置在電解質的一側邊 5 與一相對側邊的其中之一側邊上；以及 複數之電流集極，每一電流集極大體上係嵌入於， 且大體上連續延伸陽極及陰極之至少其中之一者的個 別長度。 20.如申請專利範圍第1、2、8至12、18及19項中任一項之 10 發明，其中該燃料電池包括一固體氧化物燃料電池。 39