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1. WO2008003288 - MATÉRIAU COMPOSITE CÉRAMIQUE DESTINÉ À UNE ANODE D'UNE PILE À COMBUSTIBLE HAUTE TEMPÉRATURE

Numéro de publication WO/2008/003288
Date de publication 10.01.2008
N° de la demande internationale PCT/DE2007/001132
Date du dépôt international 26.06.2007
Demande présentée en vertu du Chapitre 2 24.04.2008
CIB
H01M 4/86 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
86Electrodes inertes ayant une activité catalytique, p.ex. pour piles à combustible
H01M 4/88 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
86Electrodes inertes ayant une activité catalytique, p.ex. pour piles à combustible
88Procédés de fabrication
H01M 4/90 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
86Electrodes inertes ayant une activité catalytique, p.ex. pour piles à combustible
90Emploi de matériau catalytique spécifié
H01M 8/02 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
8Éléments à combustible; Leur fabrication
02Détails
H01M 8/12 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
8Éléments à combustible; Leur fabrication
10Éléments à combustible avec électrolytes solides
12fonctionnant à haute température, p.ex. avec un électrolyte en ZrO2 stabilisé
CPC
H01M 2004/8684
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
8678characterised by the polarity
8684Negative electrodes
H01M 2008/1293
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
10Fuel cells with solid electrolytes
12operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
1293Fuel cells with solid oxide electrolytes
H01M 4/8621
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
8605Porous electrodes
8621containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
H01M 4/8885
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
88Processes of manufacture
8878Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
8882Heat treatment, e.g. drying, baking
8885Sintering or firing
H01M 4/9066
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
90Selection of catalytic material
9041Metals or alloys
905specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
9066of metal-ceramic composites or mixtures, e.g. cermets
H01M 4/92
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
90Selection of catalytic material
92Metals of platinum group
Déposants
  • FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH GMBH [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • FU, Qingxi [CN]/[FR] (UsOnly)
  • TIETZ, Frank [DE]/[DE] (UsOnly)
  • BUCHKREMER, Hans-Peter [DE]/[DE] (UsOnly)
  • STÖVER, Detlev [DE]/[DE] (UsOnly)
Inventeurs
  • FU, Qingxi
  • TIETZ, Frank
  • BUCHKREMER, Hans-Peter
  • STÖVER, Detlev
Représentant commun
  • FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH GMBH
Données relatives à la priorité
10 2006 030 393.801.07.2006DE
Langue de publication allemand (DE)
Langue de dépôt allemand (DE)
États désignés
Titre
(DE) KERAMISCHE WERKSTOFFKOMBINATION FÜR EINE ANODE FÜR EINE HOCHTEMPERATUR-BRENNSTOFFZELLE
(EN) CERAMIC MATERIAL COMBINATION FOR AN ANODE OF A HIGH-TEMPERATURE FUEL CELL
(FR) MATÉRIAU COMPOSITE CÉRAMIQUE DESTINÉ À UNE ANODE D'UNE PILE À COMBUSTIBLE HAUTE TEMPÉRATURE
Abrégé
(DE)
Die Erfindung betrifft eine Anode für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einem Anodensubstrat und/oder einer Anodenfunktionsschicht, umfassend ein poröses keramisches Gerüst mit einer ersten, überwiegend Elektronen leitenden Phase mit der allgemeinen Sum- menformel Sr1-xLnxTiO3 mit Ln = Y, Gd bis Lu und 0,03 < x < 0,2 sowie mit einer zweiten, überwiegend Ionen leitenden Phase Komponente aus Yttrium oder Scandium stabilisiertem Zirkoniumdioxid (YSZ oder ScSZ). Bei dem Anodensubstrat und/oder der Anodenfünktionsschicht liegt die erste Phase zur zweiten Phase volumenmäßig im Verhältnis von 80:20 bis 50:50, insbesondere von 70:30 bis 60:40 vor. Die Porosität der gesamten Anode beträgt zwischen 15 und 50 Vol.-%. Die Anode weist zusätzlich einen Katalysator in einer Menge von max. 15 % der Gesamtmasse auf, der auf der Oberfläche der Poren des keramischen Gerüstes angeordnet ist.
(EN)
The invention relates to an anode for a high-temperature fuel cell, comprising an anode substrate and/or a functional anode layer. Said anode encompasses a porous ceramic skeleton with a first phase of general empirical formula Sr1-xLnxTiO3, wherein Ln = Y, Gd to Lu and 0.03 < x < 0.2, said first phase primarily conducting electrons, and a second phase component which is made of yttrium-stabilized or scandium-stabilized zirconium dioxide (YSZ or ScSZ) and primarily conducts ions. The proportion by volume of the first phase to the second phase in the anode substrate and/or the functional anode layer ranges from 80:20 to 50:50, especially from 70:30 to 60:40. The porosity of the entire anode ranges from 15 to 50 percent by volume. The anode additionally contains a maximum of 15 percent by weight of a catalyst that is disposed on the surface of the pores of the ceramic skeleton, the percentage being relative to the total weight.
(FR)
L'invention concerne une anode destinée à une pile à combustible haute température et dotée d'un substrat anode et/ou d'une couche fonctionnelle anodique, comprenant une ossature céramique poreuse dotée d'une première phase en majorité à conduction d'électrons de la formule empirique Sr1-xLnxTiO3 dans laquelle Ln = Y, Gd à Lu et 0,03 < x < 0,2 et d'une deuxième composante phase en majorité à conduction d'ions en dioxyde de zirconium stabilisé par yttrium ou scandium (YSZ ou ScSZ). S'agissant du substrat d'anode et/ou de la couche fonctionnnelle anodique, le rapport en volume première phase/deuxième phase est compris entre 80:20 et 50:50, notamment entre 70:30 et 60:40. La porosité de toute l'anode s'élève entre 15 et 50 % en volume. L'anode présente également un catalyseur dans une quantité maximale de 15 % de la masse totale et appliqué sur la surface des pores de l'ossature céramique.
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