RU2197039C2 - Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления - Google Patents
Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2197039C2 RU2197039C2 RU2000127888/09A RU2000127888A RU2197039C2 RU 2197039 C2 RU2197039 C2 RU 2197039C2 RU 2000127888/09 A RU2000127888/09 A RU 2000127888/09A RU 2000127888 A RU2000127888 A RU 2000127888A RU 2197039 C2 RU2197039 C2 RU 2197039C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- porous
- layer
- solid oxide
- cathode
- anode
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 23
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RVRKDGLTBFWQHH-UHFFFAOYSA-N yttrium zirconium Chemical group [Y][Zr][Y] RVRKDGLTBFWQHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 abstract 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 238000010349 cathodic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химии, катализу и электрохимии и может быть использовано для катализа химических реакций, например реакций окисления углеводородов. Согласно изобретению предложен твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ), состоящий из последовательно расположенных слоев пористого электрода - катода, пористого катодного катализатора, твердого электролита, анодного катализатора, пористого электрода - анода, катод и анод выполнены со сквозными каналами. Слои катодного и анодного катализаторов выполнены из наноструктур твердого электролита, легированного добавками, создающими смешанную электронную и/или дырочную и ионную проводимость слоев катодного и анодного катализаторов. Способ изготовления ТОТЭ высокочастотным магнетронным напылением веществ на поверхность подложки заключается в том, что напыление проводят при наклоне поверхности подложки к оси разряда магнетрона на угол менее 90o, при этом подложку вращают вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности. Перед напылением веществ на поверхность подложки наносят рельеф в виде углублений и/или выступов. Использование изобретения позволит решить проблему ресурсной деградации электродов ТОТЭ, а также повысить удельные электрические параметры. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электрохимической энергетики, а именно прямого преобразования химической энергии водородосодержащего топлива в электрическую, и может быть использовано в устройствах, преобразующих химическую энергию в электрическую.
В твердооксидном топливном элементе (ТОТЭ) постоянный электрический ток и разность потенциалов обусловлены реакцией каталитического окисления водорода либо природного газа кислородом воздуха. Известны многочисленные варианты конструкций и способов изготовления ТОТЭ, состоящих из идентичных по своему назначению элементов: пористого катода, газоплотного твердого электролита, пористого анода. Для снижения внутренних энергетических потерь наиболее перспективны тонкопленочные ТОТЭ.
Известен тонкопленочный ТОТЭ, состоящий из спеченных между собой слоев катода, твердого электролита и анода (Патент США 5356730, НКИ 429/32. Монолитный топливный элемент с улучшенным слоем коммутации. Опубликован 18.10.1994).
Известен также ТОТЭ, состоящий из слоев мелкопористого катализатора на внешней поверхности анода и спеченных слоев пористого катода, электролита и пористого анода (Патент США 5021304, НКИ 429/30. Модифицированный керметный электрод для твердооксидных электрохимических ячеек. Опубликован 04.06.1991).
Недостатками этих аналогов является то, что в них затруднено поступление реагентов к трехфазной реакционной зоне "газ-электрод-твердый электролит", а также отвод продуктов реакции. Ограниченная газовая проницаемость электродов обусловливает предельные значения поступающих потоков реагентов и, соответственно, - предельные плотности тока. Ограничение в отводе продуктов реакции также приводит к уменьшению плотности тока, то есть к снижению электрической мощности ТОТЭ за счет внутренних поляризационных потерь.
Наиболее близким техническим решением является ТОТЭ, состоящий из слоев катализатора на внешней поверхности анода, пористого анода, анодного катализатора, твердого электролита, катодного катализатора, пористого катода (Патент РФ 2128384, МПК 6 Н 01 М 8/10. Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления. Опубликован 27.03.99, БИ 9). В прототипе заявляемого изобретения повышение полезной электрической мощности ТОТЭ осуществлялось за счет нанесения пористых кристаллических эффективных катализаторов на поверхность твердого электролита, применения кластеров из каталитически активного вещества, включенных в пористый твердый электролит, высокой дисперсности катализаторов, состоящих из кластеров (наноструктур размером менее 1 мкм).
Недостатком прототипа является относительно низкая газопроницаемость, ограниченная величиной сквозной пористости электродов, а это приводит к повышению концентрационного поляризационного сопротивления ТОТЭ и, как следствие, - к внутренним электрическим потерям. Закрытие пор, происходящее в процессе эксплуатации, приводит к снижению параметров ТОТЭ (A. Ioselevich at al. Statistical geometry of reaction space in porous cermet anodes based on ion-conducting electrolytes. Patterns of degradation // Solid State Ionics. V.124. P. 221-237. 1999).
Известны многочисленные способы изготовления ТОТЭ: шликерное приготовление слоев и их спекание, метод газовой фазы и другие. В качестве аналога выбран способ изготовления ТОТЭ (Патент США 5395704, НКИ 429/30. Твердооксидные топливные элементы. Опубликован 07.03.1995), в котором слои наносились последовательно в магнетронном разряде на постоянном токе при расположении подложки перпендикулярно оси разряда магнетрона.
Наиболее близким к заявляемому является способ, описанный в патенте (Патент РФ 2128384, МПК 6 Н 01 М 8/10, 8/12. Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления. Опубликован 27.03.99, БИ 9). В прототипе напыление слоев ТОТЭ производят в высокочастотном магнетронном разряде при амплитуде напряжения 1000-2000 В. Напыление слоев, содержащих кластеры каталитически активных веществ и соединений с переменной валентностью, выполняют с составных металлических мишеней, содержащих участки этих веществ и соединений. Пористые слои напыляют при наклоне поверхности подложки к оси разряда магнетрона на угол α менее 90o с периодическим изменением угла наклона на 180o - α, либо при вращении подложки вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности и образующей с осью разряда магнетрона угол 90o - α с периодическими остановками при повороте на угол менее 360o.
Недостатки аналога и прототипа состоят в том, что изготовленный этими способами ТОТЭ имеет неразвитую реакционную зону, сосредоточенную у трехфазных границ ТОТЭ. Использование только части площади электрода обусловливает пониженную удельную мощность ТОТЭ. Не решена также задача стабилизации свойств напыляемых катализаторов.
Перед авторами стояла техническая задача устранить указанные недостатки, повысить рабочие параметры ТОТЭ и обеспечить их стабильность.
Для решения поставленной задачи предлагается ТОТЭ, состоящий из последовательно расположенных слоев пористого электрода - катода, пористого катодного катализатора, твердого электролита, анодного катализатора, пористого электрода - анода. Предлагаемый ТОТЭ отличается тем, что катод и анод выполнены со сквозными отверстиями, а слои катодного и анодного катализаторов выполнены из наноструктур твердого электролита, легированного добавками, создающими смешанную электронную и/или дырочную и ионную проводимость слоев катодного и анодного катализаторов. При этом катодный и анодный катализаторы могут быть выполнены из кермета на основе твердого электролита, легированного либо элементами со сродством к кислороду ниже, чем у элементов, оксиды которых образуют твердый электролит, например платиной. Кроме того, в качестве легирующих элементов могут быть использованы элементы с работой выхода электронов не менее 3.5 эВ. В качестве твердого электролита может быть выбрана иттрий-циркониевая керамика (ZrO2)1-x•(Y2O3)x (x=0.08...0.12). В этом случае легирующими элементами могут быть выбраны никель или палладий. Пористый анодный и катодный катализаторы могут состоять из слоев частиц с различной морфологией.
Предлагаемый ТОТЭ иллюстрируется на чертеже, где схематически представлен общий вид ТОТЭ. ТОТЭ состоит из последовательно расположенных слоев пористого электрода - катода (1), пористого катодного катализатора (2), твердого электролита (3), анодного катализатора (4), пористого электрода - анода (5). Катод и анод выполнены со сквозными отверстиями (6) для свободного подвода и отвода реагентов, а слои катодного и анодного катализаторов выполнены из наноструктур твердого электролита, легированного добавками, создающими смешанную электронную и/или дырочную и ионную проводимость слоев катодного и анодного катализаторов. Катодная реакция протекает по следующей схеме. Реагент (кислород или кислород воздуха) поступает к поверхности катализатора через отверстия в катоде или сквозные поры в материале катода. Поверхность катализатора адсорбирует молекулы кислорода О2. На поверхности они диссоциируют до атомов О, приобретают однократный и двукратный отрицательный заряд по суммарной реакции O2+4e-⇔2O2-. В дальнейшем О2- переходит на кислородную вакансию твердого электролита. Процесс протекает на поверхности катализатора, граничащей с кислородом воздуха под сквозным каналом в катоде, а не только на трехфазной границе "газ - электрод - твердый электролит". Повышение удельных характеристик и газообмена обуславливается тем, что обеспечена доставка реагентов к реакционной зоне "газ - электрод - твердый электролит" не только через поры в электродах, но и через дополнительные каналы, размеры которых не меняются в течение ресурса. При этом за счет смешанной проводимости слоя катализатора катодная реакция протекает по всей его поверхности. Анодная реакция ТОТЭ протекает по той же схеме.
Предлагается способ изготовления ТОТЭ высокочастотным магнетронным напылением материалов катализатора на поверхность подложки, в качестве которой используют один из электродов или твердый электролит ТОТЭ, с получением пористых слоев катодного и анодного катализаторов, заключающийся в том, что напыление проводят при наклоне поверхности подложки к оси разряда магнетрона на угол менее 90o при вращении подложки вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности. Предлагаемый способ отличается тем, что на поверхности подложки перед напылением наносят рельеф в виде углублений и/или выступов, причем высоту рельефа выполняют равной не менее толщины напыляемого слоя вещества, а длину и ширину профиля рельефа выполняют равной не менее высоты рельефа, при этом, в частном случае, угол между поверхностью подложки и осью разряда магнетрона выбирают из интервала от 50 до 70o, вращение подложки вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности, осуществляют в режиме "поворот-остановка" в одном направлении на угол поворота между остановками от 80 до 100o до получения слоев необходимой величины.
Пример выполнения заявляемого ТОТЭ по предлагаемому способу. Изготовленный ТОТЭ состоит из последовательно расположенных слоев пористого электрода - катода, пористого катодного катализатора, твердого электролита, анодного катализатора, пористого электрода - анода, при этом катод и анод выполнены со сквозными каналами, а слои катодного и анодного катализаторов выполнены из наноструктур твердого электролита, легированного добавками, создающими смешанную электронную и/или дырочную и ионную проводимость слоев катодного и анодного катализаторов. Изготовление ТОТЭ выполняли нанесением катализатора на подложку: катод, анод или твердый электролит, на поверхности которых на стадии их изготовления наносили рельеф в виде углублений и/или выступов. При нанесении твердого электролита с добавками на поверхность несущего твердого электролита была изготовлена металлическая мишень из циркония с вставками из иттрия и добавками, например, платины. Напыление проводили в высокочастотном магнетронном разряде при амплитуде напряжения 1000-2000 В, настройкой согласующего устройства добивались соотношения мощностей, выделяемых в разряде, при отрицательной и положительной полярности на катоде ~ 3:1. Расстояние между катодом магнетрона и подложкой равнялось 3-3.5 см, давление газовой смеси Ar+О2 (30 об.% O2) поддерживали равным 0.6 Па. Напыление слоя толщиной 2 мкм производили в течение 2 ч. При этом подложку устанавливали плоскостью под углом 50-70o по отношению к оси магнетронного разряда и каждые 10 мин осуществляли поворот на 90o в одном и том же направлении. Далее подложку напыляли с противоположной стороны в том же режиме. После напыления подложку выдерживали в течение 10 ч при температуре 1200oС в воздухе. Затем наносили пористые электроды, в качестве которых использовали специально приготовленные пасты. Пасты наносили через маску с отверстиями соответствующего размера, после чего осуществляли сушку и спекание.
Авторами проведены сравнительные исследования ресурсного изменения поляризационных сопротивлений каталитически активных слоев, изготовленных заявленным способом и способом, описанном в прототипе настоящего изобретения. Исследования электрохимического импеданса катодных электродов с катализатором состава Pt0.4[(Y2O3)0.1(ZrO2)0.9]0.6 показали исходные низкие значения поляризационных сопротивлений и их уменьшение примерно в 3 раза за 72 ч испытаний, то есть уменьшение внутренних потерь ТОТЭ при ресурсных испытаниях. Поляризационное сопротивление слоев того же состава, изготовленных по способу прототипа, имело первоначально идентичные значения поляризационного сопротивления, однако ресурсного улучшения характеристик не наблюдалось. Исследованы вольтамперные характеристики ТОТЭ со слоем катализаторов, изготовленных по заявляемому способу. Первоначально площадь поверхности катода составила 40% площади поверхности твердого электролита. В дальнейшем сквозные каналы были перекрыты напыленным катодным пористым слоем. При идентичных условиях испытания и области вольтамперной характеристики с плотностью тока выше 0.15 А/см2 у ТОТЭ без сквозных каналов в катоде наблюдались более низкие значения удельной мощности.
Технический результат изобретения заключается в получении более высоких удельных мощностей и стабильности параметров ТОТЭ за счет того, что авторами были применены слои катодного и анодного катализатора, изготовленных по заявленному способу, а пористый катод и пористый анод имели сквозные отверстия. Химическая реакция протекает как на поверхности катализатора, примыкающей к отверстию, куда доставка реагентов облегчена, а подвод электронов обеспечивается проводимостью слоя катализатора, так и на поверхностях трехфазной границы, образованной порами электродов, соприкасающихся с катализатором. Однако и тут газообмен облегчен за счет соседства со сквозными отверстиями. Высокая термическая и электрохимическая стабильность достигается использованием слоев катализаторов различной морфологии.
Использование изобретения позволит повысить по крайней мере на 30-40% мощность ТОТЭ в области токов более 0.15 А/см2 а также решить проблему стабильности параметров ТОТЭ.
Claims (9)
1. Твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ), состоящий из последовательно расположенных слоя пористого электрода - катода, слоя пористого катодного катализатора, слоя твердого оксидного электролита, слоя пористого анодного катализатора, слоя пористого электрода - анода, отличающийся тем, что слой пористого электрода - катода и слой пористого электрода - анода выполнены со сквозными отверстиями, а слой пористого катодного катализатора и слой пористого анодного катализатора выполнены из наноструктур твердого оксидного электролита, легированного добавками, создающими смешанную электронную и/или дырочную и ионную проводимость слоя пористого катодного катализатора и слоя пористого анодного катализатора.
2. Твердооксидный топливный элемент по п. 1, отличающийся тем, что слой пористого катодного катализатора и слой пористого анодного катализатора выполнены из кермета на основе твердого оксидного электролита, легированного элементами со сродством к кислороду ниже, чем у элементов, оксиды которых образуют твердый оксидный электролит.
3. Твердооксидный топливный элемент по п. 2, отличающийся тем, что в качестве твердого оксидного электролита выбрана иттрий-циркониевая керамика (ZrO2)1-x•(Y2O3)x (х= 0,08. . . 0,12).
4. Твердооксидный топливный элемент по п. 1 или 3, отличающийся тем, что в качестве легирующего элемента выбрана платина.
5. Твердооксидный топливный элемент по п. 3, отличающийся тем, что в качестве легирующего элемента выбран никель.
6. Твердооксидный топливный элемент по п. 3, отличающийся тем, что в качестве легирующего элемента выбран палладий.
7. Твердооксидный топливный элемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легирующих элементов выбраны элементы с работой выхода электронов не менее 3,5 эВ.
8. Способ изготовления твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) высокочастотным магнетронным напылением на поверхность подложки, в качестве которой используют твердый оксидный электролит, заключающийся в том, что напыление слоя пористого катодного катализатора и слоя пористого анодного катализатора проводят при наклоне поверхности подложки к оси разряда магнетрона на угол менее 90o, при этом подложку вращают вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности, отличающийся тем, что на поверхности подложки перед напылением слоя пористого катодного катализатора и слоя пористого анодного катализатора наносят рельеф в виде углублений и/или выступов, причем высоту рельефа выполняют равной не менее толщины напыляемого слоя вещества, длину и ширину профиля рельефа выполняют равной не менее высоты рельефа, после напыления на поверхность подложки слоя пористого катодного катализатора и слоя пористого анодного катализатора ТОТЭ выдерживают, например, в течение 10 ч при температуре 1200oС в воздухе, наносят слой простого электрода - катода и слой пористого электрода - анода, а затем осуществляют сушку и спекание ТОТЭ.
9. Способ изготовления твердооксидного топливного элемента по п. 8, отличающийся тем, что угол между поверхностью подложки и осью разряда магнетрона выбирают из интервала от 50 до 70o, вращение подложки вокруг оси, перпендикулярной ее поверхности, осуществляют в режиме "поворот-остановка" в одном направлении на угол поворота между остановками от 80 до 100o до получения слоя твердого оксидного электролита необходимой величины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127888/09A RU2197039C2 (ru) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127888/09A RU2197039C2 (ru) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000127888A RU2000127888A (ru) | 2002-12-20 |
| RU2197039C2 true RU2197039C2 (ru) | 2003-01-20 |
Family
ID=20241845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000127888/09A RU2197039C2 (ru) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2197039C2 (ru) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2331144C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" | Катодный катализатор с пониженным содержанием платины для электрода топливного элемента |
| RU2331143C1 (ru) * | 2007-04-27 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" | Катодный материал для тотэ на основе кобальтсодержащих перовскитоподобных оксидов переходных металлов |
| RU2335830C1 (ru) * | 2007-05-10 | 2008-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" | Способ низкотемпературного нанесения низкоомного каталитически активного покрытия на контактные слои биполярной пластины в катодной полости твердооксидного топливного элемента |
| RU2342740C2 (ru) * | 2003-12-02 | 2008-12-27 | Нанодайнэмикс, Инк. | Твердооксидные топливные элементы с несущим анодом и с керметным электролитом |
| RU2354013C1 (ru) * | 2005-01-31 | 2009-04-27 | Текникал Юниверсити Оф Денмарк | Стойкий к окислению-восстановлению анод |
| RU2356132C2 (ru) * | 2004-06-10 | 2009-05-20 | Текникал Юниверсити Оф Денмарк | Твердооксидный топливный элемент |
| US7550217B2 (en) | 2003-06-09 | 2009-06-23 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Stack supported solid oxide fuel cell |
| RU2362239C2 (ru) * | 2003-09-10 | 2009-07-20 | БиТиЮ ИНТЕРНЭЙШНЛ, ИНК. | Способ изготовления твердого топливного элемента на основе оксида |
| RU2382443C1 (ru) * | 2008-08-18 | 2010-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Электрод топливного элемента |
| RU2401483C1 (ru) * | 2009-10-07 | 2010-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕС" (ООО "ЭНЕС") | Способ изготовления твердооксидных топливных элементов |
| RU2403655C2 (ru) * | 2005-04-21 | 2010-11-10 | Члены Правления Университета Калифорнии | Инфильтрация исходного материала и способ покрытия |
| RU2420833C2 (ru) * | 2003-11-14 | 2011-06-10 | Зи Юнивесити оф Экрон | Топливный элемент прямого электрохимического окисления (варианты) и способ выработки электроэнергии из твердофазного органического топлива (варианты) |
| RU2424604C1 (ru) * | 2007-05-31 | 2011-07-20 | Элкоген Ас | Способ изготовления одиночного твердооксидного топливного элемента |
| RU2427945C2 (ru) * | 2006-11-23 | 2011-08-27 | Текникал Юниверсити Оф Денмарк | Тонкослойный твердооксидный элемент |
| EA019445B1 (ru) * | 2008-10-17 | 2014-03-31 | Унивэрзита Карлова В Празэ | Способ получения катализатора окисления и катализаторы, полученные данным способом |
| US8771901B2 (en) | 2006-04-05 | 2014-07-08 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | SOFC stack having a high temperature bonded ceramic interconnect and method for making same |
| RU2735327C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2020-10-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Способ изготовления двухслойной анодной подложки с тонкопленочным электролитом для твердооксидного топливного элемента |
| RU2778334C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2022-08-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) | Способ электрофоретического осаждения слоя твердого электролита на непроводящих подложках |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021304A (en) * | 1989-03-22 | 1991-06-04 | Westinghouse Electric Corp. | Modified cermet fuel electrodes for solid oxide electrochemical cells |
| US5356730A (en) * | 1993-03-26 | 1994-10-18 | Alliedsignal Inc. | Monolithic fuel cell having improved interconnect layer |
| US5395704A (en) * | 1992-11-19 | 1995-03-07 | North Western Univ. Technology Transfer Prog. | Solid-oxide fuel cells |
| RU2037239C1 (ru) * | 1992-10-08 | 1995-06-09 | Российско-итальянское совместное предприятие "Технопарк" | Топливный элемент с твердым электролитом и способ его изготовления |
| RU2128384C1 (ru) * | 1997-10-07 | 1999-03-27 | Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт им.акад.А.И.Лейпунского | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления |
-
2000
- 2000-11-10 RU RU2000127888/09A patent/RU2197039C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021304A (en) * | 1989-03-22 | 1991-06-04 | Westinghouse Electric Corp. | Modified cermet fuel electrodes for solid oxide electrochemical cells |
| RU2037239C1 (ru) * | 1992-10-08 | 1995-06-09 | Российско-итальянское совместное предприятие "Технопарк" | Топливный элемент с твердым электролитом и способ его изготовления |
| US5395704A (en) * | 1992-11-19 | 1995-03-07 | North Western Univ. Technology Transfer Prog. | Solid-oxide fuel cells |
| US5356730A (en) * | 1993-03-26 | 1994-10-18 | Alliedsignal Inc. | Monolithic fuel cell having improved interconnect layer |
| RU2128384C1 (ru) * | 1997-10-07 | 1999-03-27 | Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт им.акад.А.И.Лейпунского | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7550217B2 (en) | 2003-06-09 | 2009-06-23 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Stack supported solid oxide fuel cell |
| US7498095B2 (en) | 2003-08-07 | 2009-03-03 | Nanodynamics Energy, Inc. | Anode-supported solid oxide fuel cells using a cermet electrolyte |
| RU2362239C2 (ru) * | 2003-09-10 | 2009-07-20 | БиТиЮ ИНТЕРНЭЙШНЛ, ИНК. | Способ изготовления твердого топливного элемента на основе оксида |
| RU2420833C2 (ru) * | 2003-11-14 | 2011-06-10 | Зи Юнивесити оф Экрон | Топливный элемент прямого электрохимического окисления (варианты) и способ выработки электроэнергии из твердофазного органического топлива (варианты) |
| RU2342740C2 (ru) * | 2003-12-02 | 2008-12-27 | Нанодайнэмикс, Инк. | Твердооксидные топливные элементы с несущим анодом и с керметным электролитом |
| RU2356132C2 (ru) * | 2004-06-10 | 2009-05-20 | Текникал Юниверсити Оф Денмарк | Твердооксидный топливный элемент |
| RU2399996C1 (ru) * | 2004-06-10 | 2010-09-20 | Текникал Юниверсити Оф Денмарк | Твердооксидный топливный элемент |
| RU2354013C1 (ru) * | 2005-01-31 | 2009-04-27 | Текникал Юниверсити Оф Денмарк | Стойкий к окислению-восстановлению анод |
| RU2403655C2 (ru) * | 2005-04-21 | 2010-11-10 | Члены Правления Университета Калифорнии | Инфильтрация исходного материала и способ покрытия |
| RU2403655C9 (ru) * | 2005-04-21 | 2011-04-20 | Члены Правления Университета Калифорнии | Инфильтрация исходного материала и способ покрытия |
| US8771901B2 (en) | 2006-04-05 | 2014-07-08 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | SOFC stack having a high temperature bonded ceramic interconnect and method for making same |
| RU2427945C2 (ru) * | 2006-11-23 | 2011-08-27 | Текникал Юниверсити Оф Денмарк | Тонкослойный твердооксидный элемент |
| WO2008103074A1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-08-28 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennost'yu 'natsional'naya Innovatsionnaya Kompaniya 'novye Energeticheskie Proekty' | Катодный катализатор с пониженным содержанием платины для электрода топливного элемента |
| RU2331144C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" | Катодный катализатор с пониженным содержанием платины для электрода топливного элемента |
| RU2331143C1 (ru) * | 2007-04-27 | 2008-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" | Катодный материал для тотэ на основе кобальтсодержащих перовскитоподобных оксидов переходных металлов |
| RU2335830C1 (ru) * | 2007-05-10 | 2008-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" | Способ низкотемпературного нанесения низкоомного каталитически активного покрытия на контактные слои биполярной пластины в катодной полости твердооксидного топливного элемента |
| RU2424604C1 (ru) * | 2007-05-31 | 2011-07-20 | Элкоген Ас | Способ изготовления одиночного твердооксидного топливного элемента |
| RU2382443C1 (ru) * | 2008-08-18 | 2010-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Электрод топливного элемента |
| EA019445B1 (ru) * | 2008-10-17 | 2014-03-31 | Унивэрзита Карлова В Празэ | Способ получения катализатора окисления и катализаторы, полученные данным способом |
| RU2401483C1 (ru) * | 2009-10-07 | 2010-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕС" (ООО "ЭНЕС") | Способ изготовления твердооксидных топливных элементов |
| RU2735327C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2020-10-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Способ изготовления двухслойной анодной подложки с тонкопленочным электролитом для твердооксидного топливного элемента |
| RU2778334C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2022-08-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) | Способ электрофоретического осаждения слоя твердого электролита на непроводящих подложках |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2197039C2 (ru) | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления | |
| Xia et al. | Sm0. 5Sr0. 5CoO3 cathodes for low-temperature SOFCs | |
| Mogensen et al. | Kinetic and geometric aspects of solid oxide fuel cell electrodes | |
| Uchida et al. | Polarization at Pt electrodes of a fuel cell with a high temperature-type proton conductive solid electrolyte | |
| EP0819320B1 (de) | Brennstoffzelle mit festen polymerelektrolyten | |
| JP5591526B2 (ja) | 固体酸化物セル及び固体酸化物セルスタック | |
| Watanabe et al. | Effect of ionic conductivity of zirconia electrolytes on the polarization behavior of ceria‐based anodes in solid oxide fuel cells | |
| KR20070046084A (ko) | 나노튜브 고체산화물 연료전지 | |
| US20030013002A1 (en) | Method for fabrication of elecrodes | |
| Wang et al. | The role of 8 mol% yttria stabilized zirconia in the improvement of electrochemical performance of lanthanum manganite composite electrodes | |
| Ioroi et al. | Preparation of Perovskite‐Type La1− xSrxMnO3 Films by Vapor‐Phase Processes and Their Electrochemical Properties: II. Effects of Doping Strontium to on the Electrode Properties | |
| CA2098606C (en) | Efficiency enhancement for solid-electrolyte fuel cell | |
| RU2000127888A (ru) | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления | |
| Zunic et al. | Electrophoretic deposition of dense BaCe0. 9Y0. 1O3− x electrolyte thick-films on Ni-based anodes for intermediate temperature solid oxide fuel cells | |
| Weber et al. | Interaction between microstructure and electrical properties of screen printed cathodes in SOFC single cells | |
| Konysheva | Effect of current density on poisoning rate of Co-containing fuel cell cathodes by chromium | |
| JP3347561B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| US8257882B2 (en) | Cathode for fuel cell and process of the same | |
| US7691770B2 (en) | Electrode structure and methods of making same | |
| RU2128384C1 (ru) | Твердооксидный топливный элемент и способ его изготовления | |
| Liu et al. | The electrochemical performance of LSM with A-site non-stoichiometry under cathodic polarization | |
| Yoon et al. | Electrode/matrix interfacial characteristics in a phosphoric acid fuel cell | |
| Hamamoto et al. | Microstructure-controlled high selective deNOx electrochemical reactor | |
| Di Bartolomeo et al. | Fabrication of proton conducting solid oxide fuel cells by using electrophoretic deposition | |
| Han et al. | Performance and electrochemical asymmetry optimization of hydrogen electrode supported reversible solid oxide cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160315 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171111 |