用于防止固体氧化物燃料电池的铬污染的阴极接触层设计的制作方法

文档序号:12142925阅读:来源:国知局

技术特征:

1.燃料电池电堆,其包括:

互连体,其布置在第一燃料电池和第二燃料电池之间;和

接触层,其与所述第一燃料电池的电极和所述互连体接触并且布置在所述第一燃料电池的电极和所述互连体之间,其中所述接触层包括选自以下的铬-吸气材料:

氧化镧;

碳酸镧;和

碳酸钙。

2.权利要求1所述的燃料电池电堆,其中:

所述接触层限定孔隙,并且其中所述铬-吸气材料的至少一部分布置在所述孔隙中。

3.权利要求1所述的燃料电池电堆,其中:

所述铬-吸气材料小于按体积计大约50%的所述接触层。

4.权利要求1所述的燃料电池电堆,其中:

所述铬-吸气材料按小于体积计大约33%的所述接触层。

5.权利要求2所述的燃料电池电堆,其中所述接触层表征为:

无机材料体积,并且所述无机材料体积被定义为所接触层的体积减去所述孔隙的体积并且减去所述接触层中任何有机材料的体积;并且

其中在600至850℃的范围中的热处理后,所述铬-吸气材料包括按体积计大约15%和大约33%之间的所述接触层的所述无机材料体积。

6.权利要求2所述的燃料电池电堆,其中所述接触层表征为:

无机材料体积,并且所述无机材料体积被定义为所接触层的体积减去所述孔隙的体积并且减去所述接触层中任何有机材料的体积;并且

其中在600至850℃的范围中的热处理后,所述铬-吸气材料包括按体积计大约10%和大约33%之间的所述接触层的所述无机材料体积。

7.权利要求2所述的燃料电池电堆,其中所述接触层表征为:

无机材料体积,并且所述无机材料体积被定义为所接触层的体积减去所述孔隙的体积并且减去所述接触层中任何有机材料的体积;并且

其中在600至850℃的范围中的热处理后,所述铬-吸气材料包括按体积计大约1%和大约50%之间的所述接触层的所述无机材料体积。

8.权利要求2所述的燃料电池电堆,其中所述接触层包括:

至少两个外层和一个中间层,

其中所述中间层包括导电材料,并且

其中所述中间层具有大约25%和大约70%之间的孔隙度。

9.权利要求2所述的燃料电池电堆,其中所述接触层包括:

至少两个外层和一个中间层,

其中所述中间层包括导电材料,并且

其中所述中间层具有大约30%和大约50%之间的孔隙度。

10.权利要求1所述的燃料电池电堆,其中:

所述铬-吸气材料是按体积计大约20%的所述接触层。

11.权利要求1所述的燃料电池电堆,其中所述电极是阴极。

12.权利要求1所述的燃料电池电堆,其中:

所述接触层具有大约20μm和大约525μm之间的厚度。

13.权利要求9所述的燃料电池电堆,其中:

所述中间层具有大约10μm和大约250μm之间的厚度。

14.权利要求1所述的燃料电池电堆,其中:

所述互连体包括锰钴氧化物尖晶石相的涂层。

15.燃料电池电堆,其包括:

互连体,其布置在第一燃料电池和第二燃料电池之间;和

接触层,其与所述第一燃料电池的电极和所述互连体接触并且布置在所述第一燃料电池的电极和所述互连体之间,其中所述接触层包括选自以下的铬-吸气材料:

氧化镧;和

与铬蒸汽在300至850℃的范围中反应的无机碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物或醋酸盐。

16.权利要求15所述的燃料电池电堆,其中所述无机碳酸盐选自:

碳酸镧、碳酸钙、碳酸锂、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钡。

17.在燃料电池中形成铬-吸气剂接触层的方法,所述方法包括:

将第一层施加至燃料电池电极或燃料电池互连体,其中所述第一层包括钙钛矿材料;和

将第二层施加至所述第一层,其中所述第二层包括选自以下的铬-吸气材料:

氧化镧;

氧化钡;

氧化锂;

氧化钠;和

与铬蒸汽在300至850℃的范围中反应的无机碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物或醋酸盐。

18.权利要求17所述的在燃料电池中形成铬-吸气剂接触层的方法,其中所述无机碳酸盐:

包括阳离子;并且

与所述铬蒸汽反应以在大约1和大约1.7之间对1的阳离子对铬的原子百分比下捕获铬原子。

19.权利要求17所述的在燃料电池中形成铬-吸气剂接触层的方法,其中所述无机碳酸盐:

包括阳离子;并且

与所述铬蒸汽反应以在大约1对1的阳离子对铬的原子百分比下捕获铬原子。

20.权利要求17所述的在燃料电池中形成铬-吸气剂接触层的方法,其中所述第二层包括:

具有孔隙的材料,并且所述铬-吸气材料布置在所述孔隙内。

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