[發(fā)明專利]用于制造固體氧化物燃料電池的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580058238.2
• 申請(qǐng)日: 2015-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN107078328B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔正美;李鐘真;孫富源;崔光郁;任上赫;吳卓根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社LG化學(xué)
• 主分類號(hào): H01M8/1213
• 分類號(hào): H01M8/1213;H01M8/122
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;冷永華

根據(jù)本公開內(nèi)容，在層合體中的所有層上形成包括突起和凹槽的圖案，所述層合體層合了制備電解質(zhì)用組合物層，以及在所述制備電解質(zhì)用組合物層上的制備燃料電極用組合物層和制備空氣電極用組合物層中的至少一個(gè)，這獲得以下優(yōu)點(diǎn)：通過同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)和圖案形成而在工藝方面節(jié)省時(shí)間和成本，同時(shí)通過增加所述電解質(zhì)層的表面積來提高電池效率。

[技術(shù)領(lǐng)域]

本申請(qǐng)要求于2014年11月18日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請(qǐng)第10-2014-0160972號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。

本說明書涉及用于制造固體氧化物燃料電池的方法。

[背景技術(shù)]

燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料和空氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電和熱的裝置。與選擇燃料燃燒、蒸汽發(fā)生、渦輪驅(qū)動(dòng)和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的過程的現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)不同，燃料電池沒有燃燒過程或驅(qū)動(dòng)裝置，并且因此燃料電池是不造成環(huán)境問題同時(shí)提供高效率的新的發(fā)電技術(shù)概念。由于幾乎不排放空氣污染物質(zhì)如SOx和NOx并且二氧化碳的產(chǎn)生也同樣很少，因而這種燃料電池是無污染發(fā)電的，并且具有低噪音和無振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。

燃料電池采用多種類型如磷酸燃料電池(PAFC)、堿性燃料電池(AFC)、聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)，并且在這些中，固體氧化物燃料電池基于低活化極化并因此具有低的過電壓，而且具有小的不可逆損耗，從而具有高的發(fā)電效率。此外，碳或烴基材料可和氫一樣用作燃料，導(dǎo)致寬泛的燃料選擇，并且由于電極處的高反應(yīng)速率而不需要高價(jià)的貴金屬作為電極催化劑。此外，伴隨發(fā)電所釋放的熱的溫度非常高，這是非常有用的。在固體氧化物燃料電池中產(chǎn)生的熱不僅可用于燃料重整，還可用作工業(yè)或熱電聯(lián)產(chǎn)(cogeneration)系統(tǒng)中冷卻的能源。

在檢驗(yàn)固體氧化物燃料電池(SOFC)的基本工作原理時(shí)，固體氧化物燃料電池基本上是通過氫的氧化反應(yīng)而發(fā)電的裝置，并且在作為燃料電極的陽極和作為空氣電極的陰極中，進(jìn)行如在以下反應(yīng)式1中的電極反應(yīng)。

[反應(yīng)式1]

空氣電極:(1/2)O₂+2e-→O²-

燃料電極:H₂+O²-→H₂O+2e-

全反應(yīng):H₂+(1/2)O₂→H₂O

換句話說，電子通過外部電路到達(dá)空氣電極，同時(shí)在空氣電極中產(chǎn)生的氧離子通過電解質(zhì)傳遞到燃料電極，并且在燃料電極中，氫與氧離子結(jié)合產(chǎn)生電子和水。

固體氧化物燃料電池形成有致密的電解質(zhì)層，以及作為電極位于所述電解質(zhì)層之間的多孔空氣電極層和燃料電極層，并且電極反應(yīng)在電解質(zhì)層與電極層的界面處發(fā)生。為了提高固體氧化物燃料電池效率，需要增加界面處的反應(yīng)位點(diǎn)，因此，需要增加氣體、電解質(zhì)和電極交匯的三相界面(TPB)的面積，并且作為增加這種反應(yīng)面積的嘗試之一，已經(jīng)討論過對(duì)通過增加電解質(zhì)的表面積來改善電池性能的方法的研究。

[發(fā)明內(nèi)容]

[技術(shù)問題]

本說明書的一個(gè)實(shí)施方案涉及提供用于制造固體氧化物燃料電池的方法。

[技術(shù)方案]

本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案提供了用于制造固體氧化物燃料電池的方法，包括：制備層合體，其層合了制備電解質(zhì)用組合物層，以及在所述制備電解質(zhì)用組合物層上的制備燃料電極用組合物層和制備空氣電極用組合物層中的至少之一；以及在對(duì)層合體的每個(gè)組合物層進(jìn)行燒結(jié)的同時(shí)使用多孔板在層合體中的所有組合物層上形成圖案，所述圖案包括突起和凹槽。

[有益效果]