[發明專利]鉻吸附材料和燃料電池

在審

• 申請號: 201980057780.4
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN112638518A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 平巖千尋;小川光靖;東野孝浩;真島正利;沼田昂真
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: B01J20/28
• 分類號: B01J20/28;H01M8/0662;H01M8/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;牛嵩林

本發明提供一種鉻吸附材料，其包含：由金屬材料制成的多孔體；和負載在所述多孔體的孔隙內部的鉻吸附劑，其中所述金屬材料包含第一金屬和第二金屬，所述第一金屬包含鎳，并且所述第二金屬包含選自由錫、鋁、鈷、鈦、錳、鎢、銅、銀和金構成的組中的至少一種。

技術領域

本公開涉及一種鉻吸附材料和燃料電池。本申請要求于2018年9月5日提交的日本專利申請第2018-166258號的優先權。所述日本專利申請中記載的全部內容以引用的方式并入本文。

背景技術

燃料電池是通過諸如氫氣的燃料氣體與諸如空氣的氧化劑之間的電化學反應來發電的裝置。由于燃料電池可以將化學能直接轉化為電能，因此其具有很高的發電效率。特別是，具有700℃以上、特別是約800℃～約1000℃的操作溫度的固體氧化物型燃料電池(以下稱為SOFC)是有前景的，這是因為其反應速度快。對于SOFC，使用膜電極組件(MEA)，其中包含固體氧化物的電解質層夾在由陶瓷(燒結體)構成的兩片電極之間并且與這兩片電極一體化。也就是說，MEA的所有構成要素都是固體，并且因此它們易于處理。

作為構成燃料電池的構件，可以使用諸如不銹鋼的包含鉻的合金(鉻合金)，這是因為所述鉻合金具有優異的耐熱性和耐氧化性。然而，當操作SOFC時，鉻合金中包含的鉻會被氣化并且散布在燃料電池內。散布的鉻與構成正極的金屬氧化物(例如鑭鍶鈷鐵氧體(LSCF))反應，并且產生SrCrO₄和鉻氧化物。這些產物在正極與電解質層之間的界面處累積，并且使電極反應劣化。結果，發電性能劣化。

專利文獻1(日本特表2010-519716號公報)和專利文獻2(日本特表2012-500462號公報)教導了用鉻吸附劑涂覆燃料電池的罩殼的內表面。非專利文獻1(The 18th AnnualSolid Oxide Fuel Cell(SOFC)Project Review Meeting(第18屆年度固體氧化物型燃料電池(SOFC)項目評審會議)，匹茲堡(Pittsburgh)，2017年6月12日至14日)教導了一種鉻吸附材料，其包含由陶瓷制成的蜂窩狀結構體和鉻吸附劑。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2010-519716號公報

專利文獻2：日本特表2012-500462號公報

非專利文獻

非專利文獻1：The 18th Annual Solid Oxide Fuel Cell(SOFC)Project ReviewMeeting(第18屆年度固體氧化物型燃料電池(SOFC)項目評審會議)，匹茲堡，2017年6月12日至14日

發明內容

本公開的一個方面涉及一種鉻吸附材料，其包含：由金屬材料制成的多孔體；和負載在所述多孔體的孔隙內部的鉻吸附劑，其中所述金屬材料包含第一金屬和第二金屬，所述第一金屬包含鎳，并且所述第二金屬包含選自由錫、鋁、鈷、鈦、錳、鎢、銅、銀和金構成的組中的至少一種。

本公開的另一個方面涉及一種燃料電池，其包含：單元電池結構體；第一供給流路；和第二供給流路，其中所述單元電池結構體包含正極、負極和置于所述正極與所述負極之間的固體電解質層，要供給到所述正極的氧化劑通過所述第一供給流路，要供給到所述負極的燃料通過所述第二供給流路，并且在所述第一供給流路中配置了根據權利要求1所述的鉻吸附材料。

附圖說明

圖1為示出多孔體的骨架的一部分的結構的實例的示意圖。

圖2為示意性地示出圖1中的骨架的一部分的截面的截面圖。

圖3為Ni-Sn層的SEM照片。

圖4為示意性地示出根據本公開的一個實施方式的燃料電池的構造的縱截面圖。