[发明专利]固体氧化物燃料电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月19日提交的标题为“固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell)”的韩国专利申请号为10-2011-0106991的申请的优先权，将该申请作为参考整体引入到本申请中。

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物燃料电池。

背景技术

最近，除了文献1中公开的固体氧化物燃料电池(SOFC)之外的多种类型固体氧化物燃料电池都已应用到许多不同的领域。

[文献1]KR 10-2008-0087027A 2008.9.28

固体氧化物燃料电池通过使用固体陶瓷作为电解质，经燃料(H₂，CO)和氧气(空气)在600-1000℃高的温度下发生电化学反应来产生电力。因此，燃料电池中的固体氧化物燃料电池具有最高的发电效率，因此有助于使用高温废气的废热发电厂。

同时，用于开发固体氧化物燃料电池的核心技术是用于制造元件和电池组(stacks)的工艺技术，其中，元件是配置了包括能够制造单元电池的电极和电解质，电池组在极端环境下具有耐久性和长期稳定性。

目前，在具有多种形状，例如，圆柱形、扁平形、碟形等等的固体氧化物燃料电池中，圆柱形固体氧化物燃料电池在耐久性、启动时间、抗热冲击性和气密性等方面几乎没有负担。

进一步，圆柱形固体氧化物燃料电池的优势在于增加电池的尺寸和具有出色的机械强度，这些显示了最先进的技术发展水平。因此，圆柱形固体氧化物燃料电池被评价为最有可能接近商业化的技术。

在阳极、电解质、阴极、隔膜、密封材料的技术领域中，已经在进行材料的开发，此材料使每个元件和电解质具有相同的热膨胀系数，和抗高温循环的耐久性、化学稳定性、电化学活性、长期稳定性与可靠性。

此外，为了实现大容量的固体氧化物燃料电池系统，已迫切需要开发每个被配置了包括电解质和电极的单元电池的电连接方式，被供应的燃料和空气的分隔，用作机械支撑体的连接体，在氧化气氛下的抗氧化的集电体材料结构。

发明内容

本发明已经致力于提供一种用于固体氧化物燃料电池的材料以及使用该材料的固体氧化物燃料电池，所述材料能够在氧化还原反应中保持稳定结构。

根据本发明的优选实施方式，提供了一种固体氧化物燃料电池，该固体氧化物燃料电池包括：单元电池(unit cell)，所述单元电池包括第一电极、电解质和第二电极；以及连接体(interconnector)，所述连接体在所述第一电极上形成，并且所述连接体的两侧与所述电解质接触，其中，所述连接体包括陶瓷基材料和玻璃基材料或者导电材料和玻璃基材料。

所述陶瓷基材料为LaCrO₃基材料时，所述第一连接体可以由5-20重量％的玻璃基材料和80-95重量％的所述LaCrO₃基材料组成。

所述连接体可以包括：第一连接体和第二连接体，其中，所述第一连接体在所述第一电极上形成并且由所述玻璃基材料和所述陶瓷基材料制成；所述第二连接体在所述第一连接体上形成并且由所述玻璃基材料和所述陶瓷基材料制成。

所述第一电极为阳极时，所述第一连接体的所述陶瓷基材料可以由NiO-YSZ组成。

所述第一电极为阳极时，所述第一连接体的所述陶瓷基材料可以由所述NiO-YSZ组成，并且所述玻璃基材料的含量可以为5-20重量％和所述NiO-YSZ的含量可以为80-95重量％。

所述第一电极为阳极时，所述第二连接体的所述陶瓷基材料可以由所述LaCrO₃基材料。

所述第一电极为阳极时，所述第二连接体的所述陶瓷基材料可以由所述LaCrO₃基材料组成，并且所述玻璃基材料的含量可以为5-20重量％和所述LaCrO₃基材料的含量可以为80-95重量％。

所述第一电极为阴极时，所述第一连接体的所述陶瓷基材料可以由所述LaCrO₃基材料组成。

所述第一电极为阴极时，所述第一连接体的所述陶瓷基材料可以由所述LaCrO₃基材料组成，并且所述玻璃基材料的含量可以为5-20重量％和所述LaCrO₃基材料的含量可以为80-95重量％。

所述第一电极为阴极时，所述第二连接体的所述陶瓷基材料可以由所述NiO-YSZ组成。