Способ изготовления ячейки твердооксидного топливного элемента на несущей металлической основе



Способ изготовления ячейки твердооксидного топливного элемента на несущей металлической основе
Способ изготовления ячейки твердооксидного топливного элемента на несущей металлической основе
Способ изготовления ячейки твердооксидного топливного элемента на несущей металлической основе
Способ изготовления ячейки твердооксидного топливного элемента на несущей металлической основе

 


Владельцы патента RU 2571824:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") (RU)

Изобретение относится к изготовлению твердооксидных топливных ячеек (ТОТЭ) на металлической основе, в которых обеспечено увеличение долговременной стабильности каталитических свойств анода и снижение рабочей температуры ниже 800°C. Технический результат достигается за счет использования в качестве материала металлической основы Ni-Al сплава, получаемого с использованием энергоэффективного метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), исключает необходимость нанесения дополнительных защитных покрытий между металлической основой и электродными слоями для предотвращения реакций взаимной диффузии материалов, поскольку металлическая основа не содержит в своем составе Fe или Cr, в отличие от ферритных нержавеющих сталей. Формирование каждого функционального слоя ячейки осуществляется в одну технологическую стадию. Формирование тонкопленочного, менее 20 мкм, электролита методом магнетронного распыления позволяет снизить рабочую температуру ниже 800°С. 4 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к высокотемпературным электрохимическим устройствам (ЭХУ), преобразующим химическую энергию топлива в электрическую, в частности к твердооксидному топливному элементу (ТОТЭ), содержащему металлическую основу, и более конкретно, к способу его изготовления.

Известен способ [Peter Halvor Larsen. Method for producing a reversible solid oxide fuel cell // Patent US 7601183 B2, 2009], заключающийся в том, что на металлической основе последовательно формируют слои катодного прекурсора и электролита, совместно спекаемые затем при температурах 1000-1300°C с образованием многослойной структуры. Для формирования слоя катода полученную многослойную структуру методом вакуумной инфильтрации пропитывают раствором нитрата соответствующих элементов. Нитраты впоследствии разлагают при температуре 500°C в течение 2 часов. Процедуру пропитки повторяют 5 раз. После чего на поверхности электролита формируют анодный слой (например, методом окраски (распыления) или нанесения прекурсора с его последующим спеканием и пропиткой). Согласно данному способу пористая металлическая основа, получаемая методом пленочного литья из порошковой суспензии или прокаткой ленты, представляет собой сплав Fe-Cr-Mx, который в качестве Мх может содержать в своем составе такие элементы, как Ni, Ti, Ce, Mn, Mo, W, Co, La, Y, Al или их смеси, с предпочтительной концентрацией этих элементов приблизительно от 0,1 до 10 частей по массе, в расчете на общую массу сплава. Концентрация Мх выбирается таким образом, чтобы исключить формирование аустенита. Кроме того, сплав Fe-Cr-Mx может содержать оксиды металлов (например, ZrO2, CeO2, Mg/Ca/SrO, CoOx, MnOx, B2O3, CuOx, ZnO2, VOx, Cr2O3, FeOx, MoOx, WO3, Ga2O3, Al2O3, TiO2 и их смеси) с концентрацией от 0,5% до 30% по объему. Добавление одного или нескольких из указанных оксидов усиливает химическую связь между слоем электрода и металлической основой и в то же время позволяет регулировать коэффициент термического расширения металлической основы так, чтобы уменьшить его отличие от КТР электрода.

В другом варианте осуществления данного изобретения металлическую пластину Fe-Cr-Mx со всех сторон покрывают оксидным слоем (например, Cr2O3, CeO2, LaCrO3, SrTiO3 и их смеси), который может быть образован либо путем окисления самого сплава Fe-C-Mx в соответствующей атмосфере, либо нанесением оксидного слоя на поверхность сплава. Наличие такого оксидного слоя предотвращает коррозию металла.

Недостатком способа изготовления является многоступенчатость. Необходимость многократного повторения идентичных этапов усложняет процесс изготовления топливной ячейки, делает его достаточно длительным.

Известен способ (прототип) [Ander Laresgoiti, Lide Rodriguez, Igor Villarreal. Solid-oxide fuel cell with ferritic support // Patent US 7611796B2, 2009]. В нем количество технологических стадий сокращено по сравнению с вышеприведенным аналогом. Описываемый в прототипе ТОТЭ состоит из металлической ферритной подложки с содержанием хрома 16-30% по весу, имеющей толщину 100 мкм - 1 мм и пористость 20-25%, первого электрода (анода) толщиной 5-20 мкм и пористостью в восстановленном состоянии 20-50%, электролита толщиной 5-20 мкм и второго электрода (катода). Формирование ячейки происходит путем последовательного нанесения на металлическую подложку методом окунания электродного слоя и слоя электролита и последующего их совместного спекания при температуре ~1350°C, которая необходима как для формирования керметной структуры анода, так и для уплотнения пленки электролита. С целью предотвращения взаимной диффузии материалов металлической подложки и анода (Fe, Cr, Ni) в указанном прототипе, как в процессе изготовления ячейки, так и при последующей ее работе, авторы предлагают перед нанесением слоя первого электрода формировать на поверхности металлической подложки тонкий (1-20 мкм) барьерный диффузионный слой из оксида церия, легированного одним или несколькими редкоземельными элементами. Такой прием по заявлению авторов позволяет также существенно увеличить стабильность и каталитическую активность анода.

Недостатком является необходимость включения в процесс изготовления ТОТЭ с металлической основой дополнительных технологических этапов, направленных на формирование защитных слоев. Кроме того, используемым в прототипе методом формирования электролита (высокотемпературное спекание слоя, сформированного из суспензии порошков) затруднительно формировать слои субмикронной толщины, необходимые для снижения внутреннего сопротивления ячейки и соответственно ее рабочей температуры.

Задачей изобретения является получение наиболее простого, экономически выгодного способа изготовления ТОТЭ с металлической основой, который при этом обеспечивал бы изготовление топливного элемента с повышенной механической прочностью и окислительно-восстановительной стойкостью, с возможностью стабильной работы при пониженных температурах.

Техническим результатом является упрощение процесса изготовления топливных ячеек ТОТЭ на металлической основе, увеличение долговременной стабильности каталитических свойств анода и снижение рабочей температуры ниже 800°C.

Технический результат достигается за счет использования в ячейке ТОТЭ в качестве металлической основы пористой металлической пластины, изготовленной из интерметаллических соединений системы Ni-Al с применением метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), на которой, последовательно с анодом и катодом, методом магнетронного распыления сформирован тонкопленочный электролит.

Метод СВС [Мержанов А.Г. Твердопламенное горение / А.Г. Мержанов, А.С. Мукасьян. - М.: ТОРУС ПРЕСС, 2007. - 336 с.] основан на эффекте автотермического ускорения гетерогенных реакций в ходе экзотермического химического превращения компонентов порошковой смеси в целевой продукт и ранее никогда не использовался для изготовления компонентов ТОТЭ. Процесс СВС привлекателен благодаря энергоэффективности, достижению уникальных характеристик структурного и фазового состояния синтезируемых материалов.

Использование в качестве материала металлической основы Ni-Al сплава, получаемого с использованием энергоэффективного метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), исключает необходимость нанесения дополнительных защитных покрытий между металлической основой и электродными слоями для предотвращения реакций взаимной диффузии материалов, поскольку металлическая основа не содержит в своем составе Fe или Cr. Формирование каждого функционального слоя осуществляется в одну технологическую стадию. Формирование тонкопленочного (менее 20 мкм) электролита методом магнетронного распыления позволяет снизить рабочую температуру ниже 800°C. Кроме того метод позволяет получать электролит с оптимальными характеристиками удельной проводимости, газонепроницаемости за счет регулирования в широких пределах значений параметров осаждения (температура подложки, состав и давление рабочих газов, интенсивность ионной бомбардировки растущей пленки).

Благодаря своим уникальным свойствам таким, как высокая температура плавления, относительно низкая плотность, высокая температура окисления и коррозионная стойкость, пористые интерметаллиды Ni-Al идеально подходят для использования в качестве легких и высокотемпературных материалов в твердооксидных топливных элементах.

Предложенный способ изготовления ячейки твердооксидного топливного элемента на несущей металлической основе содержит следующие этапы.

1) Изготавливают пористую металлическую подложку.

Используя метод СВС, изготавливают пористые интерметаллические подложки. В качестве исходных компонентов реакции используют порошки Ni (марка УТ-4, чистота 99,9%, размер частиц менее 20 мкм) и Al (марка АСД-6, чистота 99%, средний размер частиц 5 мкм). Порошковую смесь состава Ni+Al (16-20%) формируют в цилиндрические образцы высотой 1-2 мм в прессформе с приложением механической нагрузки от 50 МПа до 280 МПа. Процесс СВС проводят путем нагрева образца до критической температуры теплового взрыва. Синтез проводят в среде аргона при давлении 0,1 МПа. С целью стабилизации состава и структуры материала после СВС образцы подвергают обжигу в вакуумной печи при температуре 1100-1350°C и остаточном давлении воздуха 10-2 Па в течение одного часа. При этом с целью получения металлических подложек с коэффициентом термического распыления (КТР), максимально близким к КТР анода и электролита, в исходный порошок для изготовления металлических подложек могут вводиться различные добавки, например Mo, Al2O3, ZrO2.

Готовые металлические подложки представляют собой пористый проницаемый материал (фиг.1a). Они имеют пористость 35-45% и состоят из композиции фаз Ni3Al, NiAl, Ni. Величина диаметра газотранспортных каналов (DCan) и удельной поверхности открытых пор (SSurf) подложек варьируется в интервалах DCan=1-2 мкм и SSurf=200-500 мм-1 (фиг. 2 а, пунктирные линии). Газопроницаемость материалов составляет G=5∗10-6-1,5∗10-5 моль/м2 с Па. При этом указанные величины могут варьироваться путем изменения давления прессования и состава исходной порошковой смеси. Вакуумный отжиг в течение одного часа приводит к диффузионной гомогенизации и изменению фазового состава материала в сторону равновесного состояния: уменьшению количества Ni, NiAl, увеличению Ni3Al. Повторный обжиг практически не влияет на состав. После стабилизирующего обжига параметры DCan и SSurf изменяются на 20-50% (фиг. 2a, сплошные линии). Между внешними поверхностями подложек имеется пространственное распределение величин DCan, SSurf фиг. 2b, обусловленное условиями прессования смеси и особенностями теплообмена образцов в процессе СВС. Также после первого цикла обжига стабилизируется структура образцов (фиг. 1,b и c).

Коэффициент термического расширения (а) металлических подложек, синтезированных из смеси порошков Ni и Al, составляет α=14·10-6 K-1 при температуре 800°C. Добавление в исходную смесь порошков 20-25% диоксида циркония снижает КТР синтезированных образцов до α=(11-12)·10-6 K-1 при температуре 800°C.

2) На основе пористой металлической подложки формируют анодный слой.

Основная задача данного этапа заключается в получении анода с мелкопористой мелкозернистой структурой, для обеспечения возможности напыления на него тонкопленочного газонепроницаемого и бездефектного электролита. Формирование анодного слоя осуществляют методом трафаретной печати, окунания или центрифугирования с последующим спеканием. Поскольку спекание анода в окислительной среде неизбежно приведет к окислению металлической подложки, то спекание анода осуществляют в инертной атмосфере, например, аргона при температуре 1200-1350°C. Изотермическая выдержка образцов при максимальной температуре длится 1-3 часа. Толщина анодного слоя составляет примерно 20 мкм. Анод также может быть выполнен из Ni-GCO (GCO-Ce0,90Gd0,10O1,95).

3) На анодный слой наносят пленку электролита.

Нанесение пленки электролита из стабилизированного оксида циркония (YSZ) осуществляют методом магнетронного распыления Zr0.86Y0.14 катода. Также электролит может быть выполнен из Ce0,90Gd0,10O1,95. Тогда в качестве катода используют сплав CeGd. Процесс напыления проводят в Ar/O2 атмосфере при давлении 0.2-0.3 Па на нагретые до температуры 500-600°C подложки. Используется импульсный режим работы магнетрона с частотой 50-100 кГц и мощностью разряда 1-2 кВт. Скорость нанесения пленок равна 4-10 мкм/ч. Толщина пленки YSZ электролита составляет 5-20 мкм.

4) Завершают изготовление топливной ячейки нанесением катодного слоя.

Катод формируют методом трафаретной печати. Его активация происходит в процессе первого запуска топливной ячейки. Катодный слой топливного элемента имеет толщину около 20 мкм и состоит из гранул размером от 0.3 мкм до 1 мкм. Катод может быть выполнен из таких материалов как LaMnSrO3, LaMnSrO3/ZrO2:Y2O3 или LaSrCoFeO3.

Фиг. 1. Микроструктура Ni-Al подложек, полученных в результате СВС: a - поверхность металлической основы; b и c - поперечное сечение металлической основы до и после стабилизирующего обжига соответственно.

Фиг. 2. Параметры морфологии пористости Ni-Al подложек СВС. Кривые 1 - DCan, кривые 2 - Ssurf, a) - параметры в зависимости от давления компактирования исходной смеси; пунктирные линии - до стабилизирующего обжига, сплошные линии - после стабилизирующего обжига; b) - распределение характеристик морфологии в продольном сечении образца; H - расстояние от поверхности пластины.

Фиг. 3. Изображение поперечного сечения топливной ячейки со структурой: Ni-Al подложка СВС - Ni/YSZ анод - YSZ электролит - LSM катод (сделано после исследования топливной ячейки).

Фиг. 4. Вольтамперные характеристики топливной ячейки с Ni-Al основой при температуре 750 и 700°C. H2: 60 мл мин-1, воздух: 150 мл мин-1.

Пример

Металлическая основа получена в результате СВС порошковой смеси состава Ni+16 масс. % Al в атмосфере аргона при давлении 0,1 МПа. Последующий отжиг проводился в вакуумной печи при температуре 1250°C и остаточном давлении воздуха 10-2 Па в течение одного часа. Методом трафаретной печати наносится слой анодной пасты NiO(50%)-ZrO2:Y2O3(50%) (производства ESL Electroscience, США). Спекание анодного слоя проводилось в инертной атмосфере аргона при температуре 1200°C в течение двух часов, восстановление - в атмосфере водорода в течение двух часов при температуре 800°C. Толщина анодного слоя составляет примерно 20 мкм. Затем образцы помещались в вакуумную камеру, где на анодный слой методом магнетронного распыления Zr0.86Y0.14 катода наносилась пленка электролита. Нанесение YSZ электролита проводилось в Ar/O2 атмосфере при давлении 0.2 Па и температуре образцов 600°C. Напыление осуществлялось в импульсном режиме работы магнетрона с частотой 50 кГц и мощностью разряда 1.5 кВт. Толщина слоя электролита составляла 23 мкм. Затем на полученной трехслойной структуре формировали катодный слой. Для этого на поверхность пленки электролита наносилась катодная паста La0.80Sr0.20MnO3-x (производства NexTech Materials, Ltd., США).

Изготовленная описанным способом система «пористая основа/анод/тонкопленочный электролит/катод», представляющая собой единичную ячейку ТОТЭ на металлической основе (фиг. 3), продемонстрировала хорошие эксплуатационные характеристики.

Вольтамперные и мощностные характеристики изготовленной топливной ячейки представлены на фиг. 4. Напряжение холостого хода ячейки в зависимости от температуры равно 1.03-1.07 B, что очень близко к теоретически возможному на воздухе и свидетельствует о газонепроницаемости YSZ электролита. Максимальная плотность мощности, генерируемая топливной ячейкой, равна 210 и 300 мВт/см2 при температуре 700 и 750°C соответственно. При уменьшении толщины YSZ электролита до 3-5 мкм и использовании катода с большей проводимостью, например La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3, мощность, генерируемая топливной ячейкой, увеличивается более чем в 2 раза.

Способ изготовления ячейки твердооксидного топливного элемента на несущей металлической основе, включающий в качестве металлической основы пористую металлическую пластину, изготовленную из интерметаллических соединений системы Ni-Al с применением метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), на которой последовательно с анодом и катодом методом магнетронного распыления сформирован тонкопленочный электролит.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) планарной конструкции, а именно к сборке отдельных мембранно-электродных блоков и деталей токовых коллекторов (интерконнекторов) в батареи для увеличения снимаемой мощности.

Изобретение относится к автономным системам и установкам энергообеспечения, использующим различные виды топлива. Электрохимический преобразователь энергии содержит электроды, электрический соединитель и слой твердого электролита, выполненный из смеси оксидов металлов, включающих диоксид циркония и оксид металла, выбранного из группы, включающей оксид кальция, оксид магния, оксиды редкоземельных элементов или их смеси, а также электродные слои, проницаемые для газов, проводящие электрический ток и покрытые на части своей поверхности контактными слоями, при этом преобразователь выполнен в виде многорядной секции, ряды которой образованы трубчатыми сборками, набранными из электрохимических ячеек, выполненных в форме конусных шайб, содержащих слой твердого электролита, а также электродные слои, с центральными втулками, формирующими внутренний газовый коллектор, в котором одновременно размещены тоководы, причем часть конусных шайб разделена между собой сепараторами, проницаемыми для газа, а другая часть конусных шайб разделена наружным газовым коллектором.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к катодному материалу для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) на основе сложных оксидов 3d-металлов.

Изобретение относится к композитному кислородному электроду, содержащему пористую структуру основы, включающую две отдельные, но перколированные фазы, причем первая фаза представляет собой электронопроводящую фазу, а вторая фаза представляет собой оксидную ионопроводящую фазу, и электрокаталитический слой на поверхности указанной структуры основы, причем указанный электрокаталитический слой содержит первые наночастицы, представляющие собой электрокаталитически активные наночастицы и вторые наночастицы, формируемые из ионопроводящего материала, при этом первые и вторые частицы произвольно распределены по всему злектрокаталитическому слою.

Изобретение относится к электрохимическим генераторам, в которых химическая энергия топлива преобразуется непосредственно в электрическую энергию, а именно к высокотемпературным электрохимическим устройствам с внутренней конверсией топлива.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к комбинации схем потоков внутри каждого элемента и между элементами пакета топливных элементов (ТЭ) или пакета электролитических элементов.

Изобретение относится к области катализа, а именно каталитическим активным пористым композитным материалам, которые могут быть использованы в качестве несущих электродов электрохимических устройств для получения водорода и/или кислорода либо высоко- и среднетемпературных твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ).

Заявленное изобретение относится к твердым окисным топливным элементам (ТЭ), полученным в соответствии со способом, в котором имеют место стадии: - нанесения слоя топливного электрода: слоя электролита, содержащего стабилизированный цирконий, на слой топливного электрода для получения системы из основы топливного электрода и электролита; - спекания системы из основы топливного электрода и электролита друг с другом для получения полуэлемента; - нанесения на слой электролита предварительно спеченного полуэлемента одного или более слоев кислородного электрода, причем, по меньшей мере, один из слоев содержит композит из лантан-стронций-манганита и стабилизированного циркония для получения полного твердого окисного элемента; - спекания одного или более слоев кислородного электрода с предварительно спеченным полуэлементом; а также пропитки марганцем одного или более слоев кислородного электрода полного твердого окисного элемента для получения пропитанного марганцем ТЭ.

Настоящее изобретение относится к материалу для изготовления протонообменной мембраны для электрохимического устройства, в частности топливного элемента, электролизера или аккумулятора.

Система топливного элемента содержит топливный элемент (10), первую камеру (20) сгорания, первый обратный канал (17) для обогревающего газа и систему (50) подачи газа. Топливный элемент (10) включает в себя элемент с твердым электролитом с анодом (12) и катодом (13).

Изобретение относится к химии нанопористых металлорганических координационных полимеров, а именно к композиционному протонпроводящему материалу. Материал имеет состав общей формулы (1-y) CFIM · y Cr-MIL-101, где y - мольное количество Cr-MIL-101, равное 0.05 или 0.1 моль, состоящий из координационного нанопористого металлорганического полимера Cr-MIL-101 состава [Cr3O(H2O)2X(C8H4O4)3], где X=F, ОН, из которого удалены гостевые молекулы терефталевой кислоты и вода, с внедренной в его поры солью трифторметансульфоната имидазолия состава C4H5F3N2O3S (CFIM).

Изобретение относится к области топливных элементов (ТЭ), в частности к мембран-электродному блоку (МЭБ) для твердополимерного топливного элемента (ТПТЭ), а также к способу его изготовления и составу.

Изобретение предусматривает газодиффузионную среду для топливного элемента, которая имеет низкую воздухопроницаемость в плоскости и хорошее свойство дренажа и способна проявлять высокие эксплуатационные характеристики топливного элемента в широком температурном диапазоне от низких до высоких температур.

Изобретение относится к батарее твердооксидных электролитических элементов (SOEC), изготовляемой способом, который включает следующие стадии: (a) формирование первого блока батареи элементов путем чередования по меньшей мере одной соединительной пластины и по меньшей мере одного узла элемента, причем каждый узел элемента содержит первый электрод, второй электрод и электролит, расположенный между этими электродами, а также обеспечение стеклянного уплотнителя между соединительной пластиной и каждым узлом элемента, причем стеклянный уплотнитель имеет следующий состав: от 50 до 70 мас.% SiO2, от 0 до 20 мас.% Аl2О3, от 10 до 50 мас.% СаО, от 0 до 10 мас.% МgО, от 0 до 2 мас.% (Na2O+K2O), от 0 до 10 мас.% В2O3 и от 0 до 5 мас.% функциональных элементов, выбранных из TiO2, ZrO2, F2, P2O5, МоО3, Fе2O3, MnO2, La-Sr-Mn-O перовскита (LSM) и их комбинаций; (b) превращение указанного первого блока батареи элементов во второй блок со стеклянным уплотнителем толщиной от 5 до 100 мкм путем нагревания указанного первого блока до температуры 500°C или выше и воздействия на батарею элементов давлением нагрузки от 2 до 20 кг/см2; (c) превращение указанного второго блока в конечный блок батареи твердооксидных электролитических элементов путем охлаждения второго блока батареи, полученного на стадии (b), до температуры ниже, чем на стадии (b), при этом стеклянный уплотнитель на стадии (a) представляет собой лист стекловолокон.

Предложенный способ относится к области электротехники, а именно к газодиффузионному электроду и способу его изготовления, согласно которому обеспечивают первый слой, представляющий собой активный слой, посредством заливки пористой электропроводящей сетки суспензией частиц электропроводящего материала в растворе первого связующего вещества, обеспечивают второй слой посредством заливки первого слоя суспензией частиц гидрофобного материала в растворе второго связующего вещества и обеспечивают гидрофобный слой посредством инверсии фаз первого и второго слоев, посредством которой формируют пористость в обоих первом и втором слоях.

Предлагаемое изобретение относится к способу изготовления биполярных пластин для щелочных топливных элементов. Биполярная пластина для щелочного топливного элемента выполнена из двух тонколистовых профилированных сепараторов и двух металлических рамок из никеля.

Изобретение относится к топливному элементу с твердым полимерным электролитом, титановому материалу для применения в сепараторе, который представляет собой его компонент, и способу получения титанового материала.

Изобретение относится к проницаемому для ионов армированному сепаратору. При этом сепаратор содержит по меньшей мере один сепарационный элемент и по существу полый обходной канал, прилегающий к указанному по меньшей мере одному сепарационному элементу, причем указанный по меньшей мере один сепарационный элемент содержит связующее и оксид или гидроксид металла, диспергированный в нем, и указанный сепарационный элемент характеризуется давлением выдавливания первого пузырька по меньшей мере 1 бар и сопротивлением при обратной промывке по меньшей мере 1 бар, причем давление выдавливания первого пузырька определяется с помощью ASTM E128 и ISO 4003.

Предложен способ производства интерконнектора для топливного элемента или пакета топливных элементов, а также топливный элемент или пакет топливных элементов с интерконнектором, выполненным путем прессования металлического листа с формированием выступов с обеих сторон по меньшей мере одного металлического листа на калибровочном прессе при температуре от 600 до 925оС в течение от 0,5 до 10 часов.
Настоящее изобретение относится к полимерным протонпроводящим композиционным материалам. Описан полимерный протонпроводящий композиционный материал, включающий полимерную линейную матрицу, представляющую собой водный 2-9% раствор поливинилового спирта, содержащий наночастицы серебра размером 20-100 нм в концентрации 40-100 мг/л и диспергированный в ней протонпроводящий твердый электролит в виде фосфорно-вольфрамовой кислоты и пластификатора в виде глицерина при следующем соотношении компонентов, мас.%: водный раствор поливинилового спирта 38-69, фосфорно-вольфрамовая кислота 19-50, глицерин остальное.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к батареи трубчатых твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), которая включает в себя по меньшей мере два узла трубчатых твердооксидных топливных элементов, по меньшей мере один общий токоотвод и держатель для удержания секции узлов топливного элемента и общего токоотвода в соединении с ними с точной посадкой, при этом коэффициент термического расширения держателя меньше или равен коэффициенту термического расширения узлов топливных элементов. Снижение омических потерь при работе трубчатых ТОТЭ, возникающих в результате отсоединения поверхностей электрических контактов, а также повышение надежности и срока службы монолитных ТОТЭ является техническим результатом изобретения. 14 з.п. ф-лы, 42 ил.
Наверх