[发明专利]用于固体氧化物电化学电池的改进的阳极/电解质结构以及制造所述结构的方法

权利要求书

1.用于固体氧化物电化学电池的改进的阳极/电解质结构，所述结构为一种组件，其包含：

（a）由选自铌掺杂钛酸锶、钒掺杂钛酸锶、钽掺杂钛酸锶及其混合物的电子导电钙钛矿型氧化物的骨架组成的阳极，

（b）氧化钪和氧化钇稳定的氧化锆电解质，和

（c）以夹层的形式结合在所述阳极和所述电解质之间的界面中的金属和/或陶瓷电催化剂，

所述组件首先在空气中于约1200℃的温度下进行烧结，然后所述烧结的组件在单独的加热炉中在H₂/N₂中加热至约1000℃持续最多5小时，这些热处理导致所述金属和/或陶瓷夹层被分布在所述电解质/阳极骨架节点中。

2.根据权利要求1所述的阳极/电解质结构，其中所述电催化剂中的所述金属选自Ni、 Pd、 Pt、 Ru及其组合。

3.根据权利要求1或2所述的阳极/电解质结构，其中所述电催化剂中的所述陶瓷材料选自钆掺杂氧化铈、钇掺杂氧化铈，钐掺杂氧化铈和无掺杂氧化铈。

4.制备根据权利要求1-3中任一项所述的阳极/电解质结构的方法，所述方法包括以下步骤：

（a）将陶瓷夹层沉积到所述电解质的一侧上，

（b）任选地在其上施加金属夹层，

（c）重复步骤（a）和（b）

（d）将选择的阳极骨架的层施加到具有施加的夹层的电解质上，

（e）通过将该未加工的组件在空气中加热至约1200℃来烧结所述未加工的组件，随后在H₂/N₂中加热烧结的组件至约1000℃持续最多5小时，和

（f）将电催化剂前体渗透到所述烧结的组件中并在空气中于约350-650℃的温度进一步热处理所述烧结的组件以将电催化剂结合到阳极骨架中。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述电解质为具有约50-250 μm的厚度的带或具有约5-50 μm的厚度的负载型电解质。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述金属夹层选自以约20-200 nm 的厚度施加的Pd、Ni、 Pt、 Ru及其组合。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述任选地施加的陶瓷夹层由具有约20-500nm的厚度的钆掺杂氧化铈和无掺杂氧化铈组成。

8.根据权利要求7所述的方法，其中通过旋涂施加所述层。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的阳极/电解质结构在固体氧化物燃料电池（SOFC）中的用途。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的阳极/电解质结构在固体氧化物燃料电池（SOFC）中的用途，在该情况下其为阴极。