Патент на изобретение №2380791
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ С ТВЕРДЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области высокотемпературных электрохимических устройств с твердым кислородионным электролитом и может быть использовано в качестве электродов при создании электролизеров, топливных элементов и других устройств. Согласно изобретению электрод, выполненный на основе соединения перовскитного типа с электронной проводимостью с добавками электролита состава Bi2O3-Y2O3 или смесь электролитов Bi2O3-Y2O3 и ZrO2-Sc2O3 или Bi2O3-Y2O3 и ZrO2-Y2O3 и нанесенный на поверхность твердого электролита с кислородионной проводимостью, дополнительно содержит между электродом и твердым электролитом промежуточный слой из смеси оксидов двух- и четырехвалентного урана в количестве 85-97 мас.% и твердого электролита 3-15 мас.% толщиной 2-10 мкм. Техническим результатом является увеличение электрохимической активности электродов, проявляющейся в уменьшении поляризационного сопротивления электродов в катодных и анодных процессах. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области высокотемпературных электрохимических устройств с твердым кислородионным электролитом и может быть использовано в качестве электродов при создании электролизеров, топливных элементов и других устройств. Известен анод высокотемпературных топливных батарей на основе никеля, содержащий также добавку до 50 процентов по массе порошка электролита состава ZrO2-Y2O3 (T.Kawada, N.Sakai, H.Yokokawa, W.Dokiya, Characteristics of Slurry-Coated Nickei Zirconia Cermet Anodes for Solid Oxide Fuel Cells. II J.Electrochem. Soc. 1990. Vol.137, N 10. P.3042-3047). Известен также способ изготовления электродов (заявка ФРГ N 3611291, кл. Н01М 4/88, опубл. 15.10.87), содержащих основу, представляющую собой материал с электронной проводимостью (манганиты лантана-стронция или лантана-кальция), и добавку твердых электролитов, имеющую ионную проводимость (СеO2, ZrO2-CaO, ZrO2-Y2O3, ZrO2-Yb2О3, ZrO2-CeO2, ZrO2-MgO). Известен также электрод (патент РФ Недостатками известных электродов является их пониженная электрохимическая активность, проявляющаяся в большом поляризационном сопротивлении в катодных и анодных процессах. Предложенное в заявке техническое решение, заключающееся в том, что электрод дополнительно содержит между электродом и твердым электролитом промежуточный слой из смеси оксидов двух- и четырехвалентного урана в количестве 85-97 мас.% и твердого электролита 3-15 мас.% толщиной 2-10 мкм, причем смесь оксидов урана отвечает составу UО2-х, где х=0,2-0,4, позволяет существенно увеличить электрохимическую активность электродов. Пример 1. На поверхность твердого электролита на основе диоксида циркония наносится слой из смеси 97 мас.% UO1,8 и 3 мас.% твердого электролита толщиной 2 мкм, после чего наносится электрод известного по патенту РФ Пример 2. На поверхность твердого электролита на основе диоксида циркония наносится слой из смеси 85 мас.% UO1, 6 и 15 мас.% твердого электролита толщиной 10 мкм, после чего наносится электрод известного по патенту РФ Пример 3. На поверхность твердого электролита на основе диоксида циркония наносится слой из смеси 80 мас.% UО1,9 и 20 мас.% твердого электролита толщиной 5 мкм, после чего наносится электрод известного по патенту РФ Пример 4. На поверхность твердого электролита на основе диоксида циркония наносится слой из смеси 98 мас.% UO1,5 и 2 мас.% твердого электролита толщиной 5 мкм, после чего наносится электрод известного по патенту РФ Приведенные примеры осуществления заявляемого электрода показывают, что повышение электрохимической активности электрода по отношению к известным электродам достигается комбинацией существенных признаков, а именно: электрод дополнительно содержит между электродом и твердым электролитом промежуточный слой из смеси оксидов двух- и четырехвалентного урана в количестве 85-97 мас.% и твердого электролита 3-15 мас.% толщиной 2-10 мкм, а смесь оксидов урана отвечает составу UO2-x, где х=0,2-0,4.
Формула изобретения
1. Электрод для высокотемпературных электрохимических устройств с твердым электролитом, выполненный на основе соединения перовскитного типа с электронной проводимостью с добавками электролита состава Bi2O3-Y2O3 или смеси электролитов Bi2O3-Y2O3 и ZrO2-Sc2O3 или Bi2O3-Y2O3 и ZrO2-Y2O3 и нанесенный на поверхность твердого электролита с кислородной проводимостью, отличающийся тем, что дополнительно содержит между электродом и твердым электролитом промежуточный слой из смеси оксидов двух- и четырехвалентного урана в количестве 85-97 мас.% и твердого электролита 3-15 мас.% толщиной 2-10 мкм. 2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что смесь оксидов урана отвечает составу UO2-x, где х=0,2-0,4.
|
||||||||||||||||||||||||||
2079935) для электрохимических устройств с твердым электролитом, содержащий основу, представляющую собой соединение типа перовскита с электронной проводимостью и добавку из твердого электролита, обладающего ионной проводимостью. В качестве добавки к основе служит твердый электролит состава Вi2O3 – Y2О3, или смесь Вi2O3 – Y2О3 и ZrO2 Sc2O3, или смесь Вi2O3 Y2О3 и ZrO2 Y2О3, принятый за прототип.