SE528379C2 - Bränslecellskomponent med en komplex oxid bildande beläggning, anordningar innefattande komponenten och metod att framställa komponenten - Google Patents

Bränslecellskomponent med en komplex oxid bildande beläggning, anordningar innefattande komponenten och metod att framställa komponenten

Info

Publication number
SE528379C2
SE528379C2 SE0402935A SE0402935A SE528379C2 SE 528379 C2 SE528379 C2 SE 528379C2 SE 0402935 A SE0402935 A SE 0402935A SE 0402935 A SE0402935 A SE 0402935A SE 528379 C2 SE528379 C2 SE 528379C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fuel cell
layer
metal
cell component
coating
Prior art date
Application number
SE0402935A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0402935D0 (sv
SE0402935L (sv
Inventor
Michael Schuisky
Finn Petersen
Niels Christiansen
Joergen Gutzon Larsen
Soeren Linderoth
Lars Mikkelsen
Original Assignee
Sandvik Intellectual Property
Topsoe Fuel Cell As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Intellectual Property, Topsoe Fuel Cell As filed Critical Sandvik Intellectual Property
Priority to SE0402935A priority Critical patent/SE528379C2/sv
Publication of SE0402935D0 publication Critical patent/SE0402935D0/sv
Priority to CA2584355A priority patent/CA2584355C/en
Priority to ES05804297T priority patent/ES2413012T3/es
Priority to PCT/SE2005/001748 priority patent/WO2006059943A1/en
Priority to JP2007542977A priority patent/JP5133695B2/ja
Priority to KR1020077012250A priority patent/KR101323559B1/ko
Priority to CN2005800410043A priority patent/CN101068678B/zh
Priority to EP05804297A priority patent/EP1819507B1/en
Priority to US11/665,972 priority patent/US20080299417A1/en
Priority to DK05804297.9T priority patent/DK1819507T3/da
Priority to AU2005310323A priority patent/AU2005310323B2/en
Publication of SE0402935L publication Critical patent/SE0402935L/sv
Publication of SE528379C2 publication Critical patent/SE528379C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/321Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • C23C28/3455Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer with a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxide, ZrO2, rare earth oxides or a thermal barrier system comprising at least one refractory oxide layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/02Pretreatment of the material to be coated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206Metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206Metals or alloys
    • H01M8/0208Alloys
    • H01M8/021Alloys based on iron
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0215Glass; Ceramic materials
    • H01M8/0217Complex oxides, optionally doped, of the type AMO3, A being an alkaline earth metal or rare earth metal and M being a metal, e.g. perovskites
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0215Glass; Ceramic materials
    • H01M8/0217Complex oxides, optionally doped, of the type AMO3, A being an alkaline earth metal or rare earth metal and M being a metal, e.g. perovskites
    • H01M8/0219Chromium complex oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223Composites
    • H01M8/0228Composites in the form of layered or coated products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Description

Föreliggande beskrivning avser en bränslecellskomponent, speciellt för användning vid höga temperaturer och i korrosiva miljöer. Bränslecellskomponenten består av ett metalliskt substrat, så som rostfritt stål, och en beläggning, vilken i sin tur innefattar åtminstone ett metalliskt skikt och ett reaktivt skikt. Bränslecellskomponenten produceras genom att deponera de olika skikten och därefter oxidera beläggningen för att åstadkomma ett ledande ytskikt som innefattar åtminstone en komplex metalloxid så som en perovskit och/eller en spinell.
Bakgrund och teknikens ståndpunkt Ett exempel på en bränslecellskomponent, vilken används vid höga temperaturer och i en korrosiv miljö, är ett interconnectelement för bränsleceller, speciellt fastoxidbränsleceller (Solid Oxide Fuel Cells = SOFC). Det interconnectmaterial som används i bränsleceller ska fungera såsom både separatorplatta mellan bränslesidan och syre/luftsidan liksom strömavtagare för bränslecellen. För att ett interconnectmaterial ska vara en bra separatorplatta måste materialet vara tätt för att undvika gasdiffusion igenom materialet och för att vara en bra strömavtagare måste interconnectmaterialet vara elektriskt ledande och ska inte bilda isolerande oxidskikt på sina ytor.
Interconnectelement kan göras av exempelvis grafit, keramer eller metaller, ofta rostfritt stål. Exempelvis används ferritiska kromstål som interconnectmaterial i SOFC, vilket de två följande artiklarna är exempel på: "Evaluation of Ferrite Stainless Steels as Interconnects in SOFC Stacks" av P.B. Friehling och S. Linderoth i the Proceedings Fifth European Solid Oxide Fuel Cell Forum, Luzern, Schweiz, redaktör J. Huijsmans (2002) sid 855; "Development of Ferritic Fe-Cr Alloy for SOFC separator" av T. Uehara, T. Ohno & A. Toji i the Proceedings Fifth European Solid Oxide Fuel Cell Forum, Luzern, Schweiz, redaktör J. Huijsmans (2002) sid 281.
I en SOFC-applikation får inte interconnectmaterialets värmeutvidgning avvika mycket från värmeutvidgning hos de elektroaktiva keramiska material som används såsom anod, elektrolyt och katod i bränslecellstacken. Ferritiska kromstål är mycket lämpliga material för denna applikation, eftersom vä^eutvidgrungskoefficienterna (TEC = thermal expansion coefficients) hos ferritiska stål är nära TEC hos de elektroaktiva keramiska material som används i bränslecellen.
Ett interconnectelement i en bränslecell kommer att utsättas för oxidation under drift. Speciellt när det gäller SOFC kan denna oxidation vara skadlig för bränslecellens effektivitet och livslängd. Exempelvis kan det oxidskikt som bildas på interconnectmaterialets yta växa sig tjockt och kan till och med flaga av eller spricka beroende på tennisk cykling. Därför bör oxidskiktet ha en god adhesion till interconnectmaterialet. Vidare bör det bildade oxidskiktet även ha god elektrisk konduktivitet och inte växa sig alltför tjockt, eftersom tjockare oxidskikt kommer att leda till en ökad inre resistans. Det bildade oxidskiktet ska även vara kemiskt resistent mot de gaser som används såsom bränslen i en SOFC, d.v.s. inga flyktiga metallinnehållande ämnen så som kromoxihydroxider bör bildas. Flyktiga föreningar så som kromoxihydroxid kommer att förorena de elektroaktiva keramiska materialen i en SOFC-stack, vilket i sin tur kommer att leda till en minskning av bränslecellens effektivitet. I det fall inter-connectelementet görs av rostfritt stål finns det vidare en risk för kromulztfmmng av stålet under bränslecellens livslängd till följd av på diffusion av krom från mitten av stålet till det bildade kromoxidskiktet vid dess yta.
En nackdel med användningen av kommersiellt ferritiskt kromstål såsom interconnectelement i SOFC är att de vanligtvis är legerade med små mängder aluminium och/eller kisel som kommer att bilda AI2O3respektive Si02vid arbetstemperaturen för SOFC:n. Dessa oxider är båda isolerande, vilket kommer att öka cellens elektriska resistans, vilket i sin tur kommer att leda till en sänkning av bränslecellens effektivitet.
En lösning på de problem som uppstår när ferritiska stål används såsom interconnectmaterial för SOFC ar användning av ferritiska stål med mycket små mängder Si och Al för att undvika bildningen av isolerande oxidskikt. Dessa stål är vanligtvis även legerade med mangan och sällsynta jordartsmetaller så som La. Detta har exem pelvis gjorts i patentansökan US 2003/0059335, där stålet är legerat (per vikt) med Mn 0,2-1,0 %, La 0,01-0,4 %, Al mindre än 0,2 % och Si mindre än 0,2 %. Ett annat exempel är i patentansökan EP 1 298 228 A2 där stålet är legerat (per vikt) med Mn mindre 1,0 %, Si mindre 1,0 %, Al mindre 1,0 %, tillsammans med Y mindre 0,5 %, och/eller sällsynta jordartsmetaller (REM) mindre 0,2 %.
I patentansökan US 6 054231 beläggs en superlegering, definierad såsom ett austeni-tiskt rostfritt stål, legeringar av nickel och krom, nickelbaserade legeringar eller koboltbaserade legeringar först med antingen Mn, Mg eller Zn och sedan med ett tjockt skikt, 25 till 125 um av ytterligare en metall ur gruppen Cu, Fe, Ni, Ag, Au, Pt, Pd, Ir eller Rh. Beläggningen av ett tjockt andra skikt av en dyrbar metall så som Ni, Ag eller Au är inte ett kostnadsproduktivt sätt att skydda redan relativt dyrbara basmaterial så som superlegeringar.
US2004/0058205 beskriver metallegeringar, använda såsom elektriska kontakter, som när de oxiderar bildar en mycket ledande yta. Dessa legeringar kan appliceras på ett substrat, så som stål. Den ledande ytan åstadkoms genom att dopa en metall, så som Ti, med en annan metall, så som Nb eller Ta. Vidare appliceras legeringarna enligt US2004/0058205 på ytan i ett steg och oxideras därefter.
Ingen av de citerade kända teknikerna tillhandahåller ett tillfredsställande bränslecellskomponentmaterial för användning i korrosiva miljöer och/eller vid höga temperaturer.
Därför är det ett primärt syfte att tillhandahålla ett bränslecellskomponentmaterial med en låg ytresistans och högt korrosionsmotstånd.
Ett annat syfte är att tillhandahålla ett bränslecellskomponentmaterial, vilket kommer att upprätthålla sina egenskaper under drift vid långa livslängder.
Ett vidare syfte är att tillhandahålla bränslecellskomponentmaterial som har en god mekanisk hållfasthet även vid höga temperaturer.
Ett annat syfte är att tillhandahålla ett kostnadseffektivt material för bränslecellskomponenter.
Sammanfattning Ett bandsubstrat av ett metalliskt material, företrädesvis rostfritt stål, hellre ett ferritiskt kromstål, förses med en beläggning som innefattar åtminstone ett skikt av ett metalliskt material och åtminstone ett reaktivt skikt. I detta sammanhang anses ett reaktivt skikt betyda ett skikt som består av åtminstone ett grundämne som bildar åtminstone en komplex metalloxid, så som en spinell och/eller en perovskit, med det första skiktets metalliska material när det oxideras.
Bandsubstratet kan förses med en beläggning genom godtycklig metod som resulterar i en tät och vidhäftande beläggning. Ett föredraget exempel på en beläggningsmetod är gasfasdeponering, så som PVD, i en kontinuerlig rulle-till-rulle-process. Därefter utformas bränslecellskomponenter av det belagda bandet genom godtycklig konventionell formningsmetod, så som stansning, pressning eller liknande. Bränslecellskomponenten, som består av ett belagt band, kan oxideras före hopsättning av bränslecellen eller bränslecellstacken, eller kan oxideras under drift.
Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 GDOES-analys av en 1,5 um tjock CrM-oxid.
Figur 2 GIXRD-diffraktogram av oxiderade prover med och utan beläggning. Figur 3 GIXRD-diffraktogram av föroxiderade prover med och utan reaktivt skikt.
Detaljerad beskrivning Det har nu upptäckts att en komplex metalloxidstruktur kan utformas på ytan i stället för en "traditionell" oxid på metallsubstrat som används såsom bränslecellskompo nenter. I detta sammanhang är en komplex metalloxid godtycklig metalloxid som består av men inte är begränsad till att inkludera åtminstone två olika metalljoner i strukturen, exempel på sådana oxidstrukturer är strukturer av spinell- och perovskit-typ. Ett belagt bandmaterial produceras genom att tillhandahålla ett metalliskt substrat, så som rostfritt stål, företrädesvis ett ferritiskt kromstål med en kromhalt av 15-30 vikt-%. Bandmaterialsubstratet förses därefter med en beläggning som består av åtminstone två separata skikt. Ett skikt är ett metalliskt skikt som är baserat på en metall eller metallegering som ar vald från den grupp som består av Al, Cr, Co, Mo, Ni, Ta, W, Zr eller en legering som är baserad på något av dessa grundämnen, företrädesvis Cr, Co, Mo eller legeringar som är baserade på något av dessa grundämnen. I detta sammanhang avser "baserad på" att grundämnet/legeringen utgör den huvud-sakliga komponenten av kompositionen, utgör företrädesvis åtminstone 50 vikt-% av kompositionen. Det andra skiktet är ett reaktivt skikt som består av åtminstone ett grundämne som bildar en komplex metalloxidstruktur med det metalliska skiktets grundämne/grundämnen när det oxideras. Beläggningens exakta komposition kan skräddarsys för att åstadkomma bildningen av den önskade komplexa metalloxidstrukturen som skulle kunna vara en spinell, perovskit och/eller någon annan ternär eller kvartär metalloxid vid oxidation med de önskvärda egenskaperna, exempelvis god konduktivitet och gott korrosionsmotstånd.
Det reaktiva skiktet kan vara lokaliserat på endera sidan av skiktet av ett metalliskt material; d.v.s. laminerat mellan substratet och det metalliska skiktet eller ovanpå det första belagda metalliska skiktet. Enligt en föredragen utföringsform består det metalliska materialet huvudsakligen av ren Cr eller en Cr-baserad legering. När beläggningen oxideras bildas i detta fall en förening med en formel MCr03och/eller MC^O-t, i vilken M är något av de tidigare nämnda grundämnena från det reaktiva skiktet. I denna föredragna utföringsform består grundämnet M hos det reaktiva skiktet företrädesvis av något av följande grundämnen: La, Y, Ce, Bi, Sr, Ba, Ca, Mg, Mn, Co, Ni, Fe eller blandningar därav, hellre La, Y, Sr, Mn, Co och eller blandningar därav.
Beläggningen kan även innefatta ytterligare skikt. Exempelvis kan beläggningen innefatta ett första metalliskt skikt, därefter ett reaktionsskikt och slutligen ett ytterligare metalliskt skikt. Denna utföringsform kommer vidare att säkerställa en god kondukti vitet hos bränslecellskomponentens yta. Av ekonomiska orsaker innefattar beläggningen emellertid inte fler än 10 separata skikt, företrädesvis inte fler än 5 separata skikt.
Tjockleken på de olika skikten är vanligtvis mindre än 20 um, företrädesvis mindre än 10 um, hellre mindre än 5 um, helst mindre än 1 um. Enligt en utföringsform är tjockleken på det reaktiva skiktet mindre än den hos det metalliska skiktet. Detta är speciellt viktigt när det reaktiva skiktet innefattar grundämnen som vid oxidation själva bildar icke-ledande oxider. I detta fall är det viktigt att huvudsakligen hela det reaktiva skiktet/de reaktiva skikten tillåts reagera och/eller diffundera in i det metalliska skiktet åtminstone under drift av bränslecellen, så att konduktiviteten av hos komponenten under drift inte påverkas negativt.
Det belagda bandet kan tillverkas i en satsvisliknande process. Av ekonomiska skäl kan bandet emellertid tillverkas i en kontinuerlig rulle-till-rulle-process. Beläggningen kan anordnas på substratet genom beläggning med det metalliska skiktet och det reaktiva skiktet. Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen kan beläggningen emellertid även anordnas genom föroxidation av substratet till en oxidtjocklek av åtminstone 50 nm och därefter belägga med det ytterligare skiktet. Beläggningen oxideras därefter vidare för att åstadkomma den komplexa metalloxidstrukturen. Denna alternativa utföringsform för att anordna beläggningen på basmaterialet är speciellt tillämplig när basmaterialet är ett ferritiskt kromstål, så att den oxid som utformas på ytan är en krombaserad oxid.
Beläggningen kan utföras med godtycklig beläggningsprocess som genererar en tunn tät beläggning med god vidhäftning till det underliggande materialet, d.v.s. substratet eller ett underliggande belä^gningsskikt. Naturligtvis måste bandets yta rengöras på ett lämpligt sätt före beläggning, exempelvis för att ta bort oljerester och/eller substratets naturliga oxidskikt. Enligt en föredragen utföringsform utförs beläggningen genom användning av PVD-teknik i en kontinuerlig rulle-till-rulle-process, företrädesvis elektronstråleförångning som kan vara reaktiv eller plasmaaktiverad om så behövs.
Vidare kan bandet vara försett med en beläggning på en sida eller på båda sidor. I det fall beläggningen är anordnad på bandets båda ytor kan sammansättningen av de olika skikten på vardera sidan av bandet vara densamma men kan även skilja sig åt. Bandet kan beläggas på båda sidor samtidigt eller en sida i taget.
Valfritt utsätts det belagda bandet för ett mellanliggande homogeniseringssteg för att blanda de separata skikten och åstadkomma en homogen beläggning. Homogenise-ringen kan åstadkommas genom godtycklig konventionell värmebehandling under lämplig atmosfär, vilken skulle kunna vara vakuum eller en reducerande atmosfär, så som väte eller blandningar av vätgas och inert gas, så som kväve, argon eller helium.
Det belagda bandet oxideras därefter vid en temperatur över rumstemperatur, företrädesvis över 100 °C, hellre över 300 °C, så att en komplex metalloxid bildas på bandets yta. Naturligtvis kommer beläggningstjockleken att öka när beläggningen oxideras beroende på den komplexa metalloxidbildningen. Oxidationen kan resultera i en total oxidation av beläggningen eller en partiell oxidation av beläggningen, beroende på exempelvis tjockleken på skikten, om beläggningen är homogeniserad, och tid och temperatur för oxidationen. I vartdera fallet tillåts de olika skikten av beläggningen att åtminstone partiellt reagera och/eller diffundera in i varandra, om detta inte görs genom ett mellanliggande homogeniseringssteg. Oxidationen kan utföras direkt efter beläggning, d.v.s. före utformningen av den slutliga formen av bränslecellskomponenten, efter utformning till formen av slutkomponenten, d.v.s. tillverkningen av bränslecellskomponenten av det belagda bandet, eller efter att bränslecellen eller bränsle-cellsenheten har satts ihop, d.v.s. under drift.
Syftet med att åstadkomma en komplex metalloxidstruktur på bandets yta är att den bildade strukturen har en mycket lägre elektrisk resistans jämfört med traditionella oxider av grundämnena i det metalliska skiktet. Detta kommer i sin tur att leda till en lägre kontaktresistans hos bränslecellskomponenten och därför även en bättre bränsle-cellseffektivitet. Exempelvis är resistiviteten för Cr203vid 800°C ca 7800 Q-cm medan resistiviteten för exempelvis Lao.gsSro.uCrOaär flera storleksordningar lägre, nämligen ca 0,01 Q- cm.
Likaså när det gäller komplexa krominnehållande ternära oxider så som spinell och perovskiter antas det att dessa oxider är mycket mindre flyktiga än ren Cr203vid höga temperaturer.
Genom att tillhandahålla en komplex metalloxidstruktur, så som perovskit och/eller spinell, på ytan av ett substrat så som rostfritt stål kommer bränslecellskomponenten vidare att ha god mekanisk hållfasthet och är billigare att tillverka än exempelvis bränslecellskomponenter som är helt gjorda av ett komplext metalloxidmaterial.
Likaså i det fall där substratet är ett rostfritt stål hämmas kromutarmningen av substratet eftersom det metalliska skiktet kommer att oxidera långt före substratets krom, detta är speciellt tydligt när det metalliska skiktet är Cr eller en Cr-baserad legering. Därför kommer substratets korrosionsmotstånd inte att reduceras under drift.
Såsom ett alternativ till ovan beskrivna uppfinning kan man applicera beläggningen genom andra processer, exempelvis samförångning av beläggningens olika kompo-nenter.
Exempel på uppfinningen kommer nu att beskrivas. Dessa ska inte ses såsom begrän-sande av uppfinningen utan är endast av belysande natur.
Exempel 1 Ett rostfritt stålsubstrat är belagt med en beläggning som består av ett metalliskt skikt och ett reaktivt skikt. Det metalliska skiktet är en Cr eller en Cr-baserad legering. Det reaktiva skiktet inkluderar i detta fall övergångsmetaller, så som Ni, Co, Mn och/eller Fe, om oxiden ska få en spinellstruktur. Om en perovskitstruktur önskas, innehåller det reaktiva skiktet grundämnen från grupp 2A eller 3A av det periodiska systemet, eller REM. Företrädesvis innehåller det reaktiva skiktet Ba, Sr, Ca, Y, La och/eller Ce. Om en blandad struktur som inkluderar både en spinell- och en perovskitstruktur, kan det reaktiva skiktet innehålla grundämnen från grupp 2A eller 3A av det periodiska systemet, eller REM tillsammans med övergångsmetaller. Alternativt tillåts Mn och/eller REM att diffundera från substratet.
Beläggningen homogeniseras valfritt och oxideras därefter för att bilda den önskade strukturen på ytan. Detta leder till en mycket låg ytresistans hos bandsubstratet. Likaså är Cr-oxiderna MCr03och/eller MCr204som bildades under oxidation mindre flyktiga än ren Cr203vid höga temperaturer. Detta leder till ett belagt band som är mycket lämpligt att användas såsom interconnectelement i fastoxidbränsleceller.
Exempel 2 Ett 0,2 mm tjockt bandsubstrat av ett ferritiskt krom rostfritt stål belades. Beläggningen homogeniserades för att åstadkomma ett CrM-skikt i vilket M är en blandning av La och Mn. Koncentrationen av Cr i beläggningen är ungefär 35-55 vikt-%, medan koncentrationen av Mn är ungefär 30-60 vikt-% och koncentrationen av La är 3-4 vikt-%.
Ytan analyserades genom glimurladdningsspektroskopi (GDOES = Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Med användning av denna teknik är det möjligt att studera ytskiktets kemiska komposition som en funktion av avståndet från ytan. Metoden är mycket känslig för små skillnader i koncentration och har en djup-upplösning av några nanometrar. Resultatet av GDOES-analysen av ett 1,5 um tjockt CrM-ytlegeirngsskikt visas i Figur 1.
Exempel 3 Två prover av ett ferritiskt kromstål med den nominella kompositionen, per vikt max 0,050 % C; max 0,25 % Si; max 0,35 % Mn; 21-23 % Cr; max 0,40 % Ni; 0,80- 1,2 % Mo; max 0,01 % Al; 0,60-0,90 % Nb; små tillsatser av V, Ti och Zr och naturligt förekommande föroreningar tillverkades. Ett av proverna belades med ett 0,1 um tjockt koboltskikt och ett 0,3 um tjockt kromskikt. Proverna oxiderades i luft vid 850 °C under 168 h före analys. Proverna analyserades genom röntgendiffraktion med strykande infall (GIXRD = Grazing Incidence X-Ray Diffraction) med en infallsvinkel av 0,5°, se figur 2. Det ska påpekas att GIXRD är en ytkänslig diffraktionsmetod och bara den kristallina fasen av det övre skiktet på det oxiderade stålet analyseras. Förekommande kristallin fas som finns under det övre skiktet som inte nås av de infallande röntgenstrålarna kommer inte att ses i diffraktogrammet. Mängden spinell jämfört med kromoxid som bildades i det övre skiktet av oxidskiktet hos varje prov jämfördes genom att mäta topp- till bottenintensiteten för reflektionen av Cr203(Eskolait) vid 2 theta = 36,7° (3) och dela den med spinellreflektionens intensitet vid 2 theta » 45° (4). Förhållandet Eskolait/spinell för de obelagda oxiderade proverna var 9,9 medan förhållandet var 1,0 för det belagda provet. Detta skulle kunna tolkas som en tiofaldig ökning av spinellstrukturen i det ytoxidskikt som bildats. I figur 2 är (1)-diffraktogrammet det obelagda provet som oxiderat i luft under 168 h vid 850 °C och (2)-diffraktogrammet är det belagda provet som oxiderat i luft under 168 h vid 850 °C.
Exempel 4 Tre prover av ett ferritiskt kromstål med den nominella kompositionen, per vikt max 0,050 % C; max 0,25 % Si; max 0,35 % Mn; 21-23 % Cr; max 0,40 % Ni; 0,80- 1,2 % Mo; max 0,01 % Al; 0,60-0,90 % Nb; liten tillsats av V, Ti och Zr och normalt förekommande föroreningar tillverkades. Två av proverna föroxiderades i luft för att få ett 100 nm tjockt oxidskikt. De föroxiderade proverna belades därefter med ett metalliskt skikt. Det metalliska skiktet på prov 2 var ett 300 nm tjockt Ni-skikt och på prov 3 ett 300 nm tjockt Co-skikt. Alla tre proverna oxiderades sedan vidare i luft vid 850 °C under 168 h före analys. Proverna analyserades genom röntgendiffraktion med strykande infall (GIXRD) med en infallsvinkel av 0,5°, se figur 3. Det ska påpekas att GDCRD är en ytkänslig diffraktionsmetod och bara den kristallina fasen av det övre skiktet på det oxiderade stålet analyseras. Förekommande kristallin fas som finns under det övre skiktet som inte nås av de strykande röntgenstrålarna kommer inte att ses i diffiaktogrammet. Mängden spinell jämfört med kromoxid som bildades i det övre skiktet av oxidskiktet hos varje prov jämfördes genom att mäta topp- till bottenintensiteten för reflektionen av Cr203(Eskolait) vid 2 theta = 36,7° (4) och dela den med intensiteten av spinellen MCr204:s reflektion vid 2 theta » 45° (5). Förhållandet Cr203/MCr204för de obelagda oxiderade proverna var 9,9 medan förhållandet för det föroxiderade provet med Ni-skiktct var 1,26 och för det föroxiderade provet med Co-skiktet var förhållandet 0,98. Detta indikerar en 8,5- respektive 10-faldig ökning av spinellstrukturen i det bildade oxidskiktet. Intressant att notera här är att nickelskiktet inte bara bildar mer spinelloxid i skiktet utan även NiO bildas när provet har oxiderats (6). I figur 3 är (l)-diffraktograrnmet det obelagda provet som oxiderat i luft under 168 h vid 850 °C, (2)-difrraktogrammet är det föroxiderade provet med ett Ni-skiktprov som oxiderat i luft under 168 h vid 850 °C och (3>diffraktogrammet är det föroxiderade provet med ett Co-skiktprov som oxiderat i luft under 168 h vid 850 °C.

Claims (17)

1. Bränslecellskomponent bestående av ett metalliskt basmaterial, så som rostfritt stål kännetecknad därav att den är försedd med en beläggning som innefattar ett metalliskt skikt som är baserat på en metall eller metallegering, och ett reaktivt skikt som innehåller ett grundämne eller en förening som bildar en komplex biandoxid med metallen eller metallegeringen när den oxideras.
2. Bränslecellskomponent enligt krav lkännetecknad därav att den komplexa biandoxiden innehåller spinell och/eller perovskit.
3. Bränslecellskomponent enligt krav lkännetecknad därav att det metalliska skiktet är baserat på en metall eller metallegering som är vald från den grupp som består av Al, Cr, Co, Mo, Ni, Ta, W, Zr eller en metallegering som är baserad på något av dessa grundämnen.
4. Bränslecellskomponent enligt kraven 1 eller 2 kännetecknad därav att vart och ett av skikten är mindre än 20 um tjockt.
5. Bränslecellskomponent enligt något av föregående krav kännetecknad därav att den innefattar åtminstone ett ytterligare skikt av en metall eller metallegering, företrädesvis av samma metall eller metallegering som i det andra metall- eller metallegeringsskiktet.
6. Bränslecellskomponent enligt något av föregående krav kännetecknad därav att metallbasmaterialet innefattar Mn till en mängd av 0,1-5 vikt-% och/eller REM till en mängd av 0,01-3 vikt-%.
7. Bränslecellskomponent enligt något av föregående krav kännetecknad därav att den är ett interconnectelement för fastoxidbränsleceller som verkar såsom effekt-och/eller värmegenererande anordning.
8. Bränslecellskomponent enligt något av föregående krav kännetecknad därav att den är ett interconnectelement för fastoxidbränsleceller som verkar såsom elektrolyserande anordning.
9. Effekt- och/eller värmegenererande anordning kännetecknad därav att den innefattar en bränslecellskomponent enligt krav 1.
10. Elektrolyserande anordning kännetecknad därav att den innefattar en bränslecellskomponent enligt krav 1.
11. Metod för att producera en bränslecellskomponent som består av en beläggning och ett metalliskt basmaterial, kännetecknad därav att den innefattar följande steg: (i) ett metalliskt skikt, och ett skikt av ett grundämne eller en förening, vilket/vilken bildar en komplex blandoxidstruktur med metallen eller metallegeringen när det/den oxideras, anordnas på det metalliska basmaterialet, (ii) de olika skikten tillåts reagera med varandra eller diffundera in i varandra, (iii) produkten oxideras varigenom åtminstone en komplex biandoxid bildas på ytan av produkten.
12. Metod enligt krav llkännetecknad därav att den komplexa biandoxiden innehåller spinell och/eller perovskit.
13. Metod enligt krav llkännetecknad därav att det metalliska skiktet är baserat på en metall eller metallegering som är vald från den grupp som består av Al, Cr, Co, Ni, Mo, Ta, W, Zr eller en legering som är baserad på något av dessa grundämnen.
14. Metod enligt något av kraven 11-13 kännetecknad därav att det metalliska skiktet anordnas på det metalliska basmaterialet genom beläggning.
15. Metod enligt något av kraven 11-14 kä nnetecknad därav att det reaktiva skiktet anordnas på det metalliska basmaterialet genom beläggning.
16. Metod enligt något av kraven 11-14 kä nnetecknad därav att föreningen, vilken bildar en komplex biandoxid med metallen eller metallegeringen när den oxideras, är en oxid.
17. Metod enligt krav 16 kännetecknad därav att oxiden anordnas på bandets yta genom föroxidation av substratet till en tjocklek av åtminstone 50 nm.
SE0402935A 2004-11-30 2004-11-30 Bränslecellskomponent med en komplex oxid bildande beläggning, anordningar innefattande komponenten och metod att framställa komponenten SE528379C2 (sv)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0402935A SE528379C2 (sv) 2004-11-30 2004-11-30 Bränslecellskomponent med en komplex oxid bildande beläggning, anordningar innefattande komponenten och metod att framställa komponenten
AU2005310323A AU2005310323B2 (en) 2004-11-30 2005-11-21 Fuel cell component comprising a complex oxide forming coating
JP2007542977A JP5133695B2 (ja) 2004-11-30 2005-11-21 燃料電池構成部品
ES05804297T ES2413012T3 (es) 2004-11-30 2005-11-21 Componente de celda de combustible que comprende un recubrimiento que forma un óxido complejo
PCT/SE2005/001748 WO2006059943A1 (en) 2004-11-30 2005-11-21 Fuel cell component comprising a complex oxide forming coating
CA2584355A CA2584355C (en) 2004-11-30 2005-11-21 Fuel cell component
KR1020077012250A KR101323559B1 (ko) 2004-11-30 2005-11-21 연료 전지용 인터커넥트 및 그의 제조 방법
CN2005800410043A CN101068678B (zh) 2004-11-30 2005-11-21 包含复合氧化物成形涂层的燃料电池元件
EP05804297A EP1819507B1 (en) 2004-11-30 2005-11-21 Fuel cell component comprising a complex oxide forming coating
US11/665,972 US20080299417A1 (en) 2004-11-30 2005-11-21 Fuel Cell Component
DK05804297.9T DK1819507T3 (da) 2004-11-30 2005-11-21 Brændstofcellekomponent omfattende en kompleks oxiddannende belægning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0402935A SE528379C2 (sv) 2004-11-30 2004-11-30 Bränslecellskomponent med en komplex oxid bildande beläggning, anordningar innefattande komponenten och metod att framställa komponenten

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0402935D0 SE0402935D0 (sv) 2004-11-30
SE0402935L SE0402935L (sv) 2006-05-31
SE528379C2 true SE528379C2 (sv) 2006-10-31

Family

ID=33538431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0402935A SE528379C2 (sv) 2004-11-30 2004-11-30 Bränslecellskomponent med en komplex oxid bildande beläggning, anordningar innefattande komponenten och metod att framställa komponenten

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20080299417A1 (sv)
EP (1) EP1819507B1 (sv)
JP (1) JP5133695B2 (sv)
KR (1) KR101323559B1 (sv)
CN (1) CN101068678B (sv)
AU (1) AU2005310323B2 (sv)
CA (1) CA2584355C (sv)
DK (1) DK1819507T3 (sv)
ES (1) ES2413012T3 (sv)
SE (1) SE528379C2 (sv)
WO (1) WO2006059943A1 (sv)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE528303C2 (sv) * 2004-11-30 2006-10-17 Sandvik Intellectual Property Bandprodukt med en spinell- eller perovskitbildande beläggning, elektrisk kontakt och metod att framställa produkten
EP1850412A1 (en) 2006-04-26 2007-10-31 Technical University of Denmark A multi-layer coating
US20080032172A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 Subhasish Mukerjee Conductive coating for solid oxide fuel cell
JP5283323B2 (ja) * 2006-09-20 2013-09-04 住友精密工業株式会社 燃料電池用インターコネクタ及びセルスタック
EP1950824B8 (en) * 2007-01-09 2011-05-04 The Technical University of Denmark A method of producing a multilayer barrier structure for a solid oxide fuel cell
US7901838B2 (en) * 2007-02-20 2011-03-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Corrosion-resistant interconnects for fuel cells
US7754367B2 (en) * 2007-06-28 2010-07-13 Delphi Technologies, Inc. Solid bonded interconnect system in a lightweight solid oxide fuel cell stack
US8785080B2 (en) 2008-01-03 2014-07-22 GM Global Technology Operations LLC Passivated metallic bipolar plates and a method for producing the same
EP2112250B1 (en) * 2008-04-23 2017-12-06 Hyundai Steel Company Stainless separator for fuel cell and method of manufacturing the same
US20090317705A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 General Electric Company Fuel cell interconnect structures, and related devices and processes
US20110162707A1 (en) * 2008-07-07 2011-07-07 Sandvik Intellectual Property Ab Electrical contact with anti tarnish oxide coating
CN102753729B (zh) * 2010-02-25 2014-10-29 京瓷株式会社 复合体、集电部件、储气罐和燃料电池单元装置
JP5615147B2 (ja) * 2010-11-30 2014-10-29 マグネクス株式会社 固体酸化物燃料電池
CN102790196B (zh) * 2011-05-17 2015-03-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 耐高温金属连接件、其制备方法及固体氧化物燃料电池堆
WO2013012290A2 (ko) * 2011-07-21 2013-01-24 한화케미칼 주식회사 전지용 포장재 및 그의 제조방법
JP6511431B2 (ja) 2013-03-15 2019-05-15 エルジー フューエル セル システムズ インクLg Fuel Cell Systems Inc. クロムを捕捉するよう構成された燃料電池システム
US9993874B2 (en) * 2014-02-25 2018-06-12 Bloom Energy Corporation Composition and processing of metallic interconnects for SOFC stacks
US10084192B2 (en) * 2014-03-20 2018-09-25 Versa Power Systems, Ltd Cathode contact layer design for preventing chromium contamination of solid oxide fuel cells
WO2016014578A1 (en) 2014-07-21 2016-01-28 Lg Fuel Cell Systems, Inc. Composition for fuel cell electrode
US10115974B2 (en) 2015-10-28 2018-10-30 Lg Fuel Cell Systems Inc. Composition of a nickelate composite cathode for a fuel cell
US20180323447A1 (en) * 2015-11-10 2018-11-08 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Titanium product, separator and polymer electrolyte fuel cell
CN105239050B (zh) * 2015-11-12 2018-09-07 哈尔滨工业大学 一种固体氧化物燃料电池不锈钢连接体尖晶石氧化物保护涂层的制备方法
JP6917182B2 (ja) * 2017-04-20 2021-08-11 森村Sofcテクノロジー株式会社 導電性部材、電気化学反応単位、および、電気化学反応セルスタック
CN108390074B (zh) * 2018-03-07 2021-02-19 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种复合涂层、制备方法及其应用
AT521011B1 (de) 2018-09-21 2019-10-15 High Tech Coatings Gmbh Bauelement mit einer zweilagigen, oxidischen Schutzschicht
AU2020315120B2 (en) 2019-07-17 2026-04-09 Haldor Topsøe A/S A method for chromium upgrading of ferritic steel interconnects for solid oxide cell stack applications
JP7413867B2 (ja) * 2020-03-19 2024-01-16 株式会社プロテリアル 固体酸化物形燃料電池部材用被覆鋼材、並びに、固体酸化物形燃料電池部材およびその製造方法
AT523864B1 (de) 2020-05-20 2022-12-15 High Tech Coatings Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht auf einem Bauelement
CN112195444A (zh) * 2020-08-17 2021-01-08 徐州华清智能装备有限公司 一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法
CN117203372A (zh) 2021-05-06 2023-12-08 托普索公司 用于固体氧化物电池(soc)的互连件
CN116043164B (zh) * 2022-12-30 2025-03-11 北京市科学技术研究院 一种耐高温高熵氧化物涂层及其制备方法和应用
CN116356253B (zh) * 2023-03-03 2025-08-15 青岛大学 一种燃料电池金属连接体的改性复合涂层的制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1088026A (en) * 1977-11-09 1980-10-21 Noranda Mines Limited Stable electrode for electrochemical applications
US4950562A (en) * 1988-04-21 1990-08-21 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Solid electrolyte type fuel cells
US5021304A (en) * 1989-03-22 1991-06-04 Westinghouse Electric Corp. Modified cermet fuel electrodes for solid oxide electrochemical cells
JPH05290863A (ja) * 1992-04-08 1993-11-05 Tokyo Electric Power Co Inc:The 平板型固体電解質燃料電池用金属インタコネクタの耐酸化表面改質法
AUPN173595A0 (en) * 1995-03-15 1995-04-06 Ceramic Fuel Cells Limited Fuel cell interconnect device
DE59601119D1 (de) * 1995-07-21 1999-02-18 Siemens Ag Hochtemperatur-brennstoffzelle und hochtemperatur-brennstoffzellenstapel mit verbundleiterplatten, die eine kontaktschicht aus chromspinell tragen
DE19547699C2 (de) * 1995-12-20 2000-01-13 Forschungszentrum Juelich Gmbh Bipolare Platte mit selektiver Beschichtung
KR100215598B1 (ko) * 1996-12-06 1999-08-16 명호근 고체 전해질 연료전지의 전기 인출 단자의 제조방법
US6054231A (en) * 1998-07-24 2000-04-25 Gas Research Institute Solid oxide fuel cell interconnector
AU4390600A (en) * 1999-03-26 2000-10-16 Siemens Aktiengesellschaft High-temperature fuel cell
JP2001196077A (ja) * 2000-01-13 2001-07-19 Tokyo Gas Co Ltd 固体電解質型燃料電池のセパレータ
DE10025108A1 (de) * 2000-05-20 2001-11-29 Forschungszentrum Juelich Gmbh Hochtemperaturwerkstoff
US6761985B2 (en) * 2000-10-05 2004-07-13 Battelle Memorial Institute Magnetic transparent conducting oxide film and method of making
US6652677B2 (en) * 2001-12-04 2003-11-25 General Electric Company Process of welding gamma prime-strengthened nickel-base superalloys
KR20030052106A (ko) * 2001-12-20 2003-06-26 현대자동차주식회사 고체 산화물 연료 전지용 금속간 화합물 접속자
US20040058205A1 (en) * 2002-08-21 2004-03-25 Mantese Joseph V. Metal alloys forming passivating conductive oxides for durable electrical contact surfaces
DE10306647A1 (de) * 2003-02-18 2004-09-02 Forschungszentrum Jülich GmbH Herstellungsverfahren für eine Schutzschicht für hochtemperaturbelastete, chromoxidbildende Substrate
DE10306649A1 (de) * 2003-02-18 2004-09-02 Forschungszentrum Jülich GmbH Schutzschicht für hochtemperaturbelastete Substrate, sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US7575822B2 (en) * 2003-04-09 2009-08-18 Bloom Energy Corporation Method of optimizing operating efficiency of fuel cells
JP2006107936A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Tokyo Gas Co Ltd 平板形固体酸化物燃料電池用インターコネクタ
SE528303C2 (sv) * 2004-11-30 2006-10-17 Sandvik Intellectual Property Bandprodukt med en spinell- eller perovskitbildande beläggning, elektrisk kontakt och metod att framställa produkten

Also Published As

Publication number Publication date
AU2005310323B2 (en) 2011-01-20
SE0402935D0 (sv) 2004-11-30
SE0402935L (sv) 2006-05-31
CN101068678A (zh) 2007-11-07
EP1819507A1 (en) 2007-08-22
ES2413012T3 (es) 2013-07-15
CA2584355A1 (en) 2006-06-08
CN101068678B (zh) 2012-08-22
JP5133695B2 (ja) 2013-01-30
KR101323559B1 (ko) 2013-10-29
EP1819507B1 (en) 2013-03-27
AU2005310323A1 (en) 2006-06-08
DK1819507T3 (da) 2013-06-24
US20080299417A1 (en) 2008-12-04
JP2008522363A (ja) 2008-06-26
KR20070105305A (ko) 2007-10-30
WO2006059943A1 (en) 2006-06-08
CA2584355C (en) 2013-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE528379C2 (sv) Bränslecellskomponent med en komplex oxid bildande beläggning, anordningar innefattande komponenten och metod att framställa komponenten
US9979030B2 (en) Strip product forming a surface coating of perovskite or spinel for electrical contacts
RU2404488C2 (ru) Многослойное покрытие
CN101199072B (zh) 固体氧化物燃料电池用的互联件
US20130309125A1 (en) Oxidation resistant ferritic stainless steels
EP2136427A1 (en) Fuel Cell Interconnect Structures, And Related Devices And Processes
Sabzalian et al. Formation mechanism and oxidation behavior of Cu–Mn spinel coating on ferritic stainless steel for solid oxide fuel cell interconnects
Ogasawara et al. Chemical stability of ferritic alloy interconnect for SOFCs
WO2005111254A1 (en) Heat-resistant steel
JPH11219713A (ja) 低温型燃料電池用セパレータ
Yang et al. Advanced Interconnect and Interconnect/Electrode Interfaces Development at PNNL
Chu et al. Performance evaluation of LSM-metallic interconnect composite films prepared by plasma sputtering method
Horita et al. Stability of Fe–Cr Alloys in SOFC Fuel Atmosphere
AU2011244954A1 (en) Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed