專利名稱：高溫燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有載體結(jié)構(gòu)的高溫燃料電池，所述載體結(jié)構(gòu)包括依照技術(shù)方案1的前序部分所述的位于燃料側(cè)的陽(yáng)極層，還涉及一種將電解質(zhì)層制成載體、并且在所述電解質(zhì)層上施加陽(yáng)極層的高溫燃料電池。本發(fā)明還涉及這種燃料電池的制造方法。
背景技術(shù)：
由非在先公開(kāi)的EP-A-1343215(＝P.7183)可以知道一種帶有燃料側(cè)載體結(jié)構(gòu)的固體氧化物(SOFC)燃料電池，所述載體結(jié)構(gòu)構(gòu)成了陽(yáng)極基板，它用作薄膜電解質(zhì)和陰極的載體。在作為載體結(jié)構(gòu)的薄部層的陽(yáng)極和電解質(zhì)之間的接觸區(qū)域的所謂三相點(diǎn)(鎳/固體電解質(zhì)/氣體)上，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其中，鎳原子被電解質(zhì)的氧離子(O2-)氧化，然后它們又被氣體燃料(H2，CO)再次還原，生成H2O和CO2，氧化過(guò)程中被釋放的電子進(jìn)一步被陽(yáng)極基板傳導(dǎo)。EP-A-1343215描述了一種具有“氧化還原穩(wěn)定性”的載體結(jié)構(gòu)，根據(jù)該氧化還原穩(wěn)定性，對(duì)所述載體結(jié)構(gòu)在氣體滲透性和用于高溫燃料電池的經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。
這些已知燃料電池的載體結(jié)構(gòu)由電極材料構(gòu)成，它包括通過(guò)孔成形設(shè)備形成的大孔，這些大孔構(gòu)成了連通空穴。電極材料包括通過(guò)燒結(jié)連接在一起的骨架狀或網(wǎng)狀連續(xù)顆粒結(jié)構(gòu)，所謂的“網(wǎng)狀系統(tǒng)”(也稱滲透相)構(gòu)成兩個(gè)交織系統(tǒng)由陶瓷材料構(gòu)成的第一網(wǎng)狀系統(tǒng)，含有金屬或一種金屬(尤其是鎳)的第二網(wǎng)狀系統(tǒng)，該第二網(wǎng)狀系統(tǒng)形成了貫穿載體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接。電極材料的特征在于，通過(guò)在氧化和還原條件之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換而實(shí)施氧化還原周期的過(guò)程中，首先在陶瓷網(wǎng)狀系統(tǒng)內(nèi)不發(fā)生實(shí)質(zhì)性特征變化，其次，在另一網(wǎng)狀系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生金屬的氧化或進(jìn)一步還原。此外，這兩個(gè)網(wǎng)狀系統(tǒng)在氧化條件下一起構(gòu)成了包括微孔的致密結(jié)構(gòu)，微孔相對(duì)于電極材料的體積的比例，等于或者小于電極材料體積的5％。
當(dāng)這兩個(gè)網(wǎng)狀系統(tǒng)中的每一個(gè)在每單位體積的比例達(dá)到30％、并且顆粒彼此均勻混合時(shí)，如果這兩個(gè)系統(tǒng)是通過(guò)讓這兩種顆粒分別呈現(xiàn)出較窄的尺寸范圍的方式來(lái)制備，那么這兩個(gè)系統(tǒng)本身由處于統(tǒng)計(jì)學(xué)顆粒分布形式下的組成顆粒自然組成。由大孔形成的連通空穴系統(tǒng)與網(wǎng)狀系統(tǒng)類似。該空穴系統(tǒng)決定了必要的氣體滲透率。
所述載體結(jié)構(gòu)可表現(xiàn)出所需的氧化還原穩(wěn)定性，但它在其它方面顯示出不足。在氧化還原周期中，該結(jié)構(gòu)在由氧化態(tài)向還原態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中收縮(縮小)；電解質(zhì)層相應(yīng)地處于收縮壓力下。在該收縮之后是反向氧化還原轉(zhuǎn)變過(guò)程中的膨脹。由于許多陽(yáng)極基板的載體結(jié)構(gòu)的不可逆過(guò)程，該膨脹比收縮大0.01％以上。由于膨脹，在作為氣體分隔薄膜的電解質(zhì)層中產(chǎn)生裂紋，由此就失去了必需的氣密性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制造一種具有包括以下燃料側(cè)載體結(jié)構(gòu)的高溫燃料電池它包括能讓施加到載體結(jié)構(gòu)上的電解質(zhì)層在氧化還原周期中保持氣密性的陽(yáng)極層。該目的可通過(guò)技術(shù)方案1所述的燃料電池得到滿足。
該高溫燃料電池包括燃料側(cè)載體結(jié)構(gòu)，所述載體結(jié)構(gòu)包括陽(yáng)極層，并作為薄而又氣密的燒結(jié)固體材料電解質(zhì)層的載體。該載體結(jié)構(gòu)可由非勻質(zhì)相構(gòu)成，在非勻質(zhì)相中包括大孔或小孔形式的空穴。非勻質(zhì)相包括以交織形式彼此貫穿的兩部分物相。第一部分物相由陶瓷材料構(gòu)成，第二部分物相具有一種可完成完整的還原和新氧化過(guò)程的氧化還原周期的金屬。第一部分物相由大小陶瓷顆粒構(gòu)成，由此在非勻質(zhì)相內(nèi)形成了島狀的內(nèi)在穩(wěn)定的“帶暈粒子(burr corpuscle)”。第二部分物相在存在還原態(tài)金屬時(shí)，產(chǎn)生貫穿載體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接。大小陶瓷顆粒的平均直徑d50分別大于5μm和小于1μm。陶瓷顆粒的數(shù)量比按以下方式選擇即讓“帶暈粒子”與“粘性帶暈復(fù)合體”相結(jié)合，通過(guò)它使載體結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定化，從而防止穩(wěn)定性發(fā)生變化。載體結(jié)構(gòu)的這種量度特征基本上保持在與電解質(zhì)層形成的界面上，這樣在氧化還原周期中，第二部分物相的體積變化能讓電解質(zhì)層的氣密性基本保持原樣。
技術(shù)方案2涉及依照技術(shù)方案1的本發(fā)明燃料電池的有利實(shí)施例。
依照技術(shù)方案3，對(duì)于將電解質(zhì)層作成載體、并且將陽(yáng)極層施加到該載體上的高溫燃料電池來(lái)說(shuō)，同樣可以有利地采用技術(shù)方案1中所述的非勻質(zhì)相。該非勻質(zhì)相的特殊結(jié)構(gòu)是一種防止由于陽(yáng)極層和電解質(zhì)層界面上的陽(yáng)極材料在還原和氧化條件下產(chǎn)生體積差而使產(chǎn)生的剪切力太大、從而引起分層的有效方式。
技術(shù)方案4到7涉及依照本發(fā)明的燃料電池的有利實(shí)施例。技術(shù)方案8和9的主題是這種燃料電池的制造方法。


下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋，其中圖1是依照本發(fā)明的燃料電池的示意2表示定義為“帶暈粒子”的結(jié)構(gòu)；圖3表示術(shù)語(yǔ)“粘性帶暈復(fù)合體”；圖4是表示氧化還原周期中樣品的收縮和膨脹的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1示意性示出的高溫燃料電池中，進(jìn)行電極反應(yīng)，產(chǎn)生了電流1，即在作為載體結(jié)構(gòu)1的一部分的陽(yáng)極層1a中的還原反應(yīng)；陰極3上的氧化反應(yīng)，所述陰極由電化學(xué)活性電極層3a和第二部分層3b構(gòu)成。載體結(jié)構(gòu)1的較大部分1b由多孔的可氣密的網(wǎng)狀系統(tǒng)構(gòu)成。構(gòu)成氣體燃料的氫和一氧化碳在陽(yáng)極層1a上產(chǎn)生水和二氧化碳。在陰極3上，第二氣流(例如空氣)的分子氧反應(yīng)生成O2-，同時(shí)從與電極4形成了連接的金屬導(dǎo)體40上獲取電子。氧離子穿過(guò)構(gòu)成薄而又氣密的燒結(jié)電解質(zhì)層的固體材料電解質(zhì)2。該電解質(zhì)層將這兩個(gè)電極層1a和3a以氣密的方式隔開(kāi)；在溫度高于700℃時(shí)，它可以傳導(dǎo)氧離子。氧離子與另一金屬導(dǎo)體50上得到的電子發(fā)生陽(yáng)極還原反應(yīng)，所述金屬導(dǎo)體與電極5形成連接。
為燃料電池接入電阻的用電器6布置在電極4和5之間。在燃料電池的實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)電池單元串連連接，可在電極4和5之間產(chǎn)生電壓U。
在燃料側(cè)，依照本發(fā)明的高溫燃料電池包括一載體結(jié)構(gòu)1，該載體結(jié)構(gòu)包括陽(yáng)極層1a和由非勻質(zhì)相1b形成的第二部分層。該相1b形成了以大孔和小孔形式存在的空穴。所述大孔決定了載體結(jié)構(gòu)1的氣體滲透性。非勻質(zhì)相1b包括以交織方式彼此貫穿的兩部分物相。第一部分物相包括陶瓷材料，而第二部分物相具有可完成完整的還原和新氧化過(guò)程的氧化還原周期的金屬。第二部分物相包括在還原態(tài)金屬存在下貫穿載體結(jié)構(gòu)1的導(dǎo)電連接。
第一部分物相由大小陶瓷顆粒10和11構(gòu)成，由它們形成了非勻質(zhì)相1b中島狀的內(nèi)在穩(wěn)定的“帶暈粒子”12和13參見(jiàn)圖2。較大陶瓷顆粒10的平均直徑d50大于5或10μm；該直徑優(yōu)選約為20μm。小陶瓷顆粒的平均直徑d50小于1μm。
第二部分物相與第一部分物相的小陶瓷顆粒11一起構(gòu)成了大致勻質(zhì)的基質(zhì)。較大陶瓷顆粒10均勻地埋在該基質(zhì)中。小陶瓷顆粒11的顆粒密度按以下方式選擇它們能產(chǎn)生簇，每個(gè)簇都包括多個(gè)顆粒11。在載體結(jié)構(gòu)經(jīng)燒結(jié)后，顆粒11在簇中形成內(nèi)在穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)13或13’。此外，經(jīng)燒結(jié)后，這些結(jié)構(gòu)中的一個(gè)，結(jié)構(gòu)13’，與大陶瓷顆粒10結(jié)合成“大的帶暈粒子”12。這種大的帶暈粒子12由核和暈圈100構(gòu)成，所述核由大的陶瓷顆粒10構(gòu)成，所述暈圈10上結(jié)合了結(jié)構(gòu)13’。暈圈100的平均延伸范圍由圖2中點(diǎn)劃線畫出的球體101給定。小陶瓷顆粒11的顆粒密度選得越大，球體101的直徑就越大。該直徑還取決于小陶瓷顆粒11的尺寸。換言之，它取決于小陶瓷顆粒11的顆粒密度，也取決于大和小陶瓷顆粒10和11的直徑。
除了帶暈粒子12之外，圖2中還用點(diǎn)劃線畫出了小球體110。這些球體與未與大陶瓷顆粒10相連的結(jié)構(gòu)13結(jié)合。球體110的直徑同樣隨著小陶瓷顆粒11的顆粒密度的增大而增大。如果該顆粒密度超過(guò)了臨界尺寸，小顆粒11就會(huì)一起結(jié)合成滲透相，其中球體110在該滲透相中已結(jié)合在一起形成一種復(fù)合效應(yīng)。該小陶瓷顆粒11的顆粒密度及其尺寸可被選擇成能讓球體110的直徑顯著小于球體101。文中，也將位于所述基質(zhì)內(nèi)的結(jié)合結(jié)構(gòu)13稱為“小帶暈粒子”13。
陶瓷顆粒的數(shù)量比按以下方式選擇即讓帶暈粒子12、13自身結(jié)合成“粘性帶暈復(fù)合體”，由此載體結(jié)構(gòu)1得以穩(wěn)定化，從而防止穩(wěn)定性發(fā)生變化參見(jiàn)圖3。穩(wěn)定性變化能在第二部分物相(第二網(wǎng)狀系統(tǒng))的還原過(guò)程中產(chǎn)生。在與收縮相關(guān)聯(lián)的過(guò)程中，最初由金屬氧化物組成的顆粒是可移動(dòng)的。它們自身重新排列，其中載體結(jié)構(gòu)1的宏觀形狀可發(fā)生變化。這種形狀變化受穩(wěn)定作用的嚴(yán)格限制。它源于在較大帶暈粒子12被布置得靠得很近、使得相鄰帶暈粒子12的暈圈100重疊時(shí)被鉤在暈圈100內(nèi)的結(jié)構(gòu)13’。較小的帶暈粒子13同樣通過(guò)鉤形結(jié)合而有助于較大帶暈粒子12之間的粘結(jié)。在第二部分物相還原時(shí)，由于粘性帶暈復(fù)合體的存在，載體結(jié)構(gòu)僅以非常有限的方式收縮。由于鉤形結(jié)合而結(jié)合起來(lái)的帶暈粒子12和13構(gòu)成復(fù)合體，粘性帶暈復(fù)合體，相對(duì)很小的延伸率而言它是很柔韌的，并且僅允許產(chǎn)生較小的應(yīng)力。于是較硬的電解質(zhì)層僅以載體結(jié)構(gòu)1帶來(lái)的微弱張力加載，在所述載體結(jié)構(gòu)中，第二部分物相在收縮過(guò)程中僅顯示出類似流體的性能。
氧化過(guò)程中載體結(jié)構(gòu)還通過(guò)粘性帶暈復(fù)合體得到相應(yīng)的穩(wěn)定化。借助這種穩(wěn)定化，載體結(jié)構(gòu)1與電解質(zhì)層2形成的界面上的量度特征得到充分保持。于是氧化還原周期中第二部分物相的體積變化也使得電解質(zhì)層的氣密性基本不變，這就維持了燃料電池的效能；或者僅將氣密性削弱到產(chǎn)生可容許的能損耗的程度。
當(dāng)陽(yáng)極材料的氧化條件產(chǎn)生變化時(shí)，陽(yáng)極層和電解質(zhì)之間還會(huì)產(chǎn)生剪切力。由于粘性帶暈復(fù)合體的存在，這些剪切力相對(duì)較弱。當(dāng)陽(yáng)極層施加到用作載體的電解質(zhì)層上時(shí)，這種剪切力通常也不足以讓陽(yáng)極層分層。
圖4表示樣品的線性延伸量L-線段15-在氧化還原周期中如何變化。長(zhǎng)度變化ΔL由橫坐標(biāo)給出，它一開(kāi)始有一個(gè)通過(guò)加熱到燃料電池的工作溫度800℃和氧化條件產(chǎn)生的值(在縱坐標(biāo)范圍“0x”內(nèi))。在由于氫氣氛的還原條件下，產(chǎn)生收縮，線段151的長(zhǎng)度縮小到點(diǎn)A(在縱坐標(biāo)范圍“Red”內(nèi))。樣品的金屬在該點(diǎn)A處被還原。接下來(lái)-線段152-還原條件下的長(zhǎng)度再次略微增加，這可能是由于釋放了彈性應(yīng)力的松弛過(guò)程所致。如果用空氣代替氫，那么線性延伸量L會(huì)再次增加(線段153)，而且比還原過(guò)程中減少的長(zhǎng)度還要大。在氧化條件下，發(fā)生很小的長(zhǎng)度變化，這可能是由于松弛現(xiàn)象所致線段154。在補(bǔ)充還原過(guò)程中，線性延伸量L再次變短線段155，點(diǎn)B。開(kāi)始于點(diǎn)A的氧化還原周期在點(diǎn)B處結(jié)束。只要氧化還原周期中發(fā)生可逆過(guò)程，那么這兩個(gè)點(diǎn)A和B應(yīng)當(dāng)位于相同高度上。如圖4所示，存在不可逆延伸量。
在圖4中示出了氧化過(guò)程產(chǎn)生的延伸量，用雙箭頭16和17表示。雙箭頭17指的是與氧化還原周期相關(guān)的不可逆延伸量。對(duì)于適當(dāng)?shù)年?yáng)極基板而言，不可逆延伸量17應(yīng)當(dāng)盡可能小。該要求是尋找適當(dāng)組合物時(shí)的權(quán)宜標(biāo)準(zhǔn)。利用這些選擇標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)很多樣品實(shí)施搜尋。
包括非勻質(zhì)相1b的陽(yáng)極基板包括第一部分物相中的用Y穩(wěn)定的氧化鋯YSZ和第二部分物相中的金屬Ni。當(dāng)金屬以氧化態(tài)存在時(shí)，該第二部分物相全部或大部分由通過(guò)燒結(jié)結(jié)合在一起的NiO顆粒構(gòu)成。大陶瓷顆粒10之間的基質(zhì)相對(duì)NiO顆粒和小陶瓷顆粒11而言具有非勻質(zhì)顆粒結(jié)構(gòu)。對(duì)于已檢驗(yàn)過(guò)的樣品，它們的成分被證明是有利的，非勻質(zhì)顆粒結(jié)構(gòu)的顆粒尺寸比范圍介于2∶1到5∶1之間，在該方案中，NiO顆粒的平均微粒尺寸d50范圍為0.5到2μm。第一和第二部分物相之間的數(shù)量比，以重量百分比表示，范圍在50∶50到25∶75之間，優(yōu)選約為40∶60。
在特別有利的樣品中，雙箭頭17的長(zhǎng)度實(shí)際上幾乎消失在圖4的圖中。該樣品的特征在于以下參數(shù)NiO按重量占60％，d50＝0.74μm，對(duì)于YSZ，采用兩份粗制YSZ和一份精制YSZ，其按重量計(jì)共占40％，d50分別為0.2和20μm。
在陽(yáng)極層1a外部均勻地分布著載體結(jié)構(gòu)的微孔和大孔。大孔的體積比例等于15-35體積％，優(yōu)選超過(guò)20體積％；對(duì)于微孔，體積比優(yōu)選小于10體積％。大孔的平均直徑值介于3到25μm之間，而微孔的平均直徑值介于1到3μm之間。載體結(jié)構(gòu)1的層厚為0.3到2mm，優(yōu)選為0.6到1mm。電解質(zhì)層的厚度小于30μm，優(yōu)選小于15μm。
在依照本發(fā)明的燃料電池的制造方法中，要在制造載體結(jié)構(gòu)坯件時(shí)使用以氧化態(tài)形式的用于第二物相的金屬。將固體電解質(zhì)材料作為漿料通過(guò)例如薄層工藝施加到所述坯件上。隨后對(duì)涂覆好的坯件進(jìn)行燒結(jié)。例如可將以下部分方法之一用于制造載體結(jié)構(gòu)箔片鑄造，輥壓，濕壓或等靜壓制?？赏ㄟ^(guò)其它方法施加薄層電解質(zhì)絲網(wǎng)印刷，噴霧或漿料澆鑄，真空條件下的漿料澆鑄(真空粉漿澆鑄)或反應(yīng)性金屬噴鍍。
權(quán)利要求
1.一種具有載體結(jié)構(gòu)(1)的高溫燃料電池，所述載體結(jié)構(gòu)包括作為薄而又氣密的燒結(jié)固體材料電解質(zhì)層(2)的載體結(jié)構(gòu)的燃料側(cè)陽(yáng)極層，所述載體結(jié)構(gòu)包括非勻質(zhì)相(1b)和由該相以大孔和微孔形式形成的空穴，其中非勻質(zhì)相包括兩部分物相，它們以交織的形式彼此貫穿，第一部分物相由陶瓷材料構(gòu)成，第二部分物相具有能完成完整的還原和補(bǔ)充氧化反應(yīng)的氧化還原周期的金屬，第一部分物相由大小陶瓷顆粒(10，11)組成，由它們構(gòu)成了非勻質(zhì)相中島狀的內(nèi)在穩(wěn)定的“帶暈粒子”(12，13)，第二部分物相在存在還原態(tài)金屬時(shí)產(chǎn)生貫穿該載體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接，其特征在于，大小陶瓷顆粒的平均直徑d50分別大于5μm和小于1μm，這些陶瓷顆粒的數(shù)量比按以下方式選擇即讓“帶暈粒子”相結(jié)合以形成“粘性帶暈復(fù)合體”，由此讓載體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，防止穩(wěn)定性發(fā)生變化，同時(shí)通過(guò)該穩(wěn)定化基本上維持了載體結(jié)構(gòu)在它與電解質(zhì)層形成的界面上的量度特征，這樣第二部分物相在氧化還原周期中的體積變化使電解質(zhì)層的氣體不滲透性基本不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，載體結(jié)構(gòu)(1)的層厚為0.3到2mm，優(yōu)選為0.6到1mm，并且電解質(zhì)層(2)的厚度小于30μm，優(yōu)選小于15μm，載體結(jié)構(gòu)的微孔和大孔在陽(yáng)極層外部均勻分布，大孔的比例為15-35體積％，優(yōu)選高于20體積％，對(duì)于微孔，優(yōu)選小于10體積％，大孔的平均直徑值介于3到25μm之間，而微孔的平均直徑值介于1到3μm之間。
3.一種具有固體材料電解質(zhì)層的高溫燃料電池，所述電解質(zhì)層被制成電極層的載體，并用于以氣密的方式將陽(yáng)極層與陰極層隔開(kāi)，其中施加到燃料側(cè)的陽(yáng)極層形成了具有兩部分物相的非勻質(zhì)物相，這兩部分物相以交織方式彼此貫穿，第一部分物相包括陶瓷材料，而第二部分物相具有能完成完整的還原和補(bǔ)充氧化反應(yīng)的氧化還原周期的金屬，第一部分物相由大小陶瓷材料(10，11)構(gòu)成，由此形成了非勻質(zhì)相中類似島狀的內(nèi)在穩(wěn)定的“帶暈粒子”(12，13)，第二部分物相在存在還原態(tài)金屬時(shí)形成貫穿載體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接，其特征在于，大小陶瓷顆粒的平均直徑d50分別大于5μm和小于1μm，這些陶瓷顆粒的數(shù)量比按以下方式選擇即讓“帶暈粒子”相結(jié)合，以形成“粘性帶暈復(fù)合體”，由此讓載體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，從而防止穩(wěn)定性發(fā)生變化，同時(shí)通過(guò)該穩(wěn)定化基本上維持了陽(yáng)極層在它與電解質(zhì)層形成的界面上的量度特征，這樣僅產(chǎn)生不會(huì)引起陽(yáng)極層發(fā)生任何分層的微弱剪切力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的燃料電池，其特征在于，第二部分物相與第一物相的小陶瓷顆粒(11)一起形成大致勻質(zhì)的基質(zhì)，在該基質(zhì)中，大陶瓷顆粒(10)均勻埋置并與一部分小陶瓷顆粒(10)相連，形成較大的“帶暈粒子”(12)，而僅由小陶瓷顆粒構(gòu)成的較小“帶暈粒子”(13)位于基質(zhì)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池，其特征在于，第一部分物相由用Y穩(wěn)定的氧化鋯YSZ、摻雜的氧化鈰、鈣鈦礦或其它陶瓷材料組成，第二部分物相包含金屬Ni，該金屬例如與Cu形成合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池，其特征在于，當(dāng)存在氧化態(tài)的金屬時(shí)，第二部分物相全部或基本上由NiO顆粒構(gòu)成，這些顆粒已通過(guò)燒結(jié)結(jié)合在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的燃料電池，其特征在于，按重量百分比計(jì)，第一和第二部分物相之間的數(shù)量比范圍在50∶50到25∶75之間，優(yōu)選在40∶60左右。
8.一種用于制造權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的燃料電池的方法，其特征在于，采用下面的部分方法之一來(lái)制造用作載體的層漿料澆鑄，箔片鑄造，輥壓，濕壓或等靜壓制。
9.一種用于制造權(quán)利要求1或2所述燃料電池的方法，其特征在于，在制造載體結(jié)構(gòu)(1)的坯件的過(guò)程中，在所述載體結(jié)構(gòu)上通過(guò)薄層工藝方式如絲網(wǎng)印刷方式施加作為漿料的固體電解質(zhì)層(2)，第二部分物相的金屬采用氧化形式，并且讓坯件與所施加的電解質(zhì)材料燒結(jié)在一起。
全文摘要
高溫燃料電池包括燃料側(cè)載體結(jié)構(gòu)，該載體結(jié)構(gòu)包括陽(yáng)極層，由非勻質(zhì)相構(gòu)成，在該非勻質(zhì)相中含有大孔和微孔形式的空穴。非勻質(zhì)相包括兩部分物相，第一部分物相由陶瓷材料構(gòu)成，第二部分物相有可完成完整的還原和補(bǔ)充氧化反應(yīng)的氧化還原周期的金屬。第一部分物相由大小陶瓷顆粒組成，由它們形成了非勻質(zhì)相中島狀的內(nèi)在穩(wěn)定的“帶暈粒子”。第二部分物相在存在還原態(tài)金屬時(shí)產(chǎn)生貫穿該載體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接。大小陶瓷顆粒的平均直徑(d
文檔編號(hào)H01M4/86GK1591955SQ20041006865
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者G·羅伯特, A·F·－J·凱澤, E·巴塔維 申請(qǐng)人:蘇舍赫克希斯公司