发明名称 具有保护性涂膜元件之固态氧化物燃料电池装置及制造方法
摘要 固态氧化物燃料电池装置包含:(a)锆石为主之电解质;(b)至少一个电极位于电解质上;(c)一个元件位于非常接近于电解质,该元件包含至少一种金属或金属氧化物,其在温度高于625℃下能够:(i)迁移至该元件之表面,以及(ii)再沉积于该至少一个电极上;(d)保护性涂膜位于该元件之至少一个表面上。保护性涂膜将防止至少一种金属或金属氧化物遗留于保护性涂膜下元件之表面处。保护性涂膜亦对氧为不具渗透性。
申请公布号 TWI253779 申请公布日期 2006.04.21
申请号 TW093125393 申请日期 2004.08.20
申请人 康宁公司 发明人 米其耳艾德贝丁;比得约塞卡拉耳;拉查罗五里卡
分类号 H01M8/10 主分类号 H01M8/10
代理机构 代理人 吴洛杰 台中市北区太原路2段215巷1弄8号
主权项 1.一种固态氧化物燃料电池装置,其包含: (a)锆石为主之电解质; (b)至少一个电极位于电解质上; (c)一个元件位于非常接近于电解质,该元件包含至 少一种金属或金属氧化物,其在高于温度625℃下能 够: (i)迁移至该元件之表面,以及 (ii)再沉积于该至少一个电极上; (d)保护性涂膜位于该元件至少一个表面上;保护性 涂层将防止至少一种金属或金属氧化物遗留于保 护性涂膜下元件之表面处,该保护性涂膜亦对氧为 不具渗透性。 2.依据申请专利范围第1项之固态氧化物燃料电池 装置,其中保护性涂膜厚度为小于100微米。 3.依据申请专利范围第1项之固态氧化物燃料电池 装置,其中保护性涂膜厚度为1微米至30微米。 4.依据申请专利范围第1项之固态氧化物燃料电池 装置,其中保护性涂膜厚度为5微米至20微米。 5.依据申请专利范围第1项之固态氧化物燃料电池 装置,其中至少一种金属为Cr以及保护性涂膜由Al2O 3,玻璃,锆石以及以氧化钇稳定之锆石,镁,钛及锌 之氧化物选取出。 6.依据申请专利范围第5项之固态氧化物燃料电池 装置,其中保护性涂膜厚度为1微米至100微米。 7.依据申请专利范围第1项之固态氧化物燃料电池 装置,其中至少90%电极表面积并不被该至少一种金 属之氧化物所覆盖。 8.依据申请专利范围第1项之固态氧化物燃料电池 装置,其中保护性涂膜并非导电性涂膜。 9.一种固态氧化物燃料电池装置,其包含: (a)锆石为主之电解质; (b)至少一个阴极位于电解质上; (c)一个支撑电解质之金属支架,该金属支架由至少 一种金属所构成,其在温度高于625℃下能够: (i)迁移至该元件之表面,以及 (ii)再沉积为氧化物形式于至少一个阴极上; (d)保护性涂膜位于不锈钢支架上,该涂膜将防止金 属遗留于金属支架处,该涂膜对氧为不具渗透性。 10.依据申请专利范围第9项之固态氧化物燃料电池 装置,其中保护性涂膜厚度为1微米至100微米。 11.依据申请专利范围第9项之固态氧化物燃料电池 装置,其中至少一种金属为Cr,以及保护性涂膜由Al2 O3,玻璃,锆石以及以氧化钇稳定之锆石,镁,钛及锌 之氧化物选取出。 12.依据申请专利范围第11项之固态氧化物燃料电 池装置,其中涂膜为1微米至100微米厚度之非导电 性涂膜。 13.依据申请专利范围第11项之固态氧化物燃料电 池装置,其中至少70%涂膜表面并不被氧化铬所覆盖 。 14.依据申请专利范围第11项之固态氧化物燃料电 池装置,其中至少85%涂膜表面并不被氧化铬所覆盖 。 15.依据申请专利范围第11项之固态氧化物燃料电 池装置,其中至少90%涂膜表面并不被氧化铬所覆盖 。 16.依据申请专利范围第9项之固态氧化物燃料电池 装置,其中金属支架热膨胀系数为10x10-6/℃至12.5x10 -6/℃。 17.依据申请专利范围第16项之固态氧化物燃料电 池装置,其中金属支架热膨胀系数为11x10-6/℃至12x 10-6/℃。 18.依据申请专利范围第17项之固态氧化物燃料电 池装置,其中金属支架热膨胀系数为11.2x10-6/℃至11 .7 x10-6/℃。 19.依据申请专利范围第17项之固态氧化物燃料电 池装置,其中保护性涂膜为非导电性涂膜以及支架 为非导电性连接器。 20.一种制造因态氧化物燃料电池之方法,其包含下 列步骤: (a)提供锆石为主之电解质,具有至少一个阴极位于 电解质上;以及 (b)提供具有保护性涂膜之元件,该涂膜位于元件至 少一个表面上,该元件位于非常接近于电解质处, 该元件包含至少一种金属或金属氧化物,其在无保 护性涂膜下及温度高于625℃下能够: (i)迁移至该元件之表面, (ii)氧化,以及 (iii)再沉积为金属或该金属氧化物于该至少一个 阴极上;以及其中保护性涂膜将防止至少一种金属 或该金属氧化物遗留于该表面处,该涂膜对氧为不 具渗透性。 21.依据申请专利范围第20项之制造固态氧化物燃 料电池装置方法,其中在提供具有保护性涂膜之元 件的步骤更进一步包含:(i)涂覆元件表面具有1微 米至100微米涂膜,该涂膜在被氧化时变为对氧为具 有渗透性;(ii)氧化该涂膜以得到保护性涂膜。 22.依据申请专利范围第21项之制造固态氧化物燃 料电池装置方法,其中涂覆步骤包含沉积铝于表面 上以及氧化步骤产生密实氧化铝涂膜。 23.依据申请专利范围第21项之制造固态氧化物燃 料电池装置方法,其中氧化步骤由电化学氧化以及 高温氧化选取出。 图式简单说明: 第一图为本发明一项实施例之示意性断面图。 第二图A-D分别为电化学产生之氧化铝涂膜(在446不 锈钢表面上)之表面50X,200X,500X以及2000X放大倍数之 相片图。 第三图A-D分别为热氧化之氧化铝涂膜(在446不锈钢 表面上)表面之50X,200X,500X以及2000X放大倍数的相片 图。
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