[发明专利]电极气体通道支撑物以及用于形成内部通道的方法

权利要求书

1.一种固体氧化物燃料电池，包括

a)一个阳极层；

b)位于该阳极层之上的一个电解质层；以及

c)位于该电解质层之上的一个阴极层，

其中该阳极层和该阴极层中至少一个限定了至少一个气体通道，该气体通道包括至少一个支持结构。

2.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中该阳极层或该阴极层是多孔的。

3.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中该支持结构是多孔的。

4.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中该支撑结构是一种与相应的阴极或阳极不同的组合物。

5.如权利要求4所述的固体氧化物燃料电池，其中该支撑结构具有选自下组的截面形状，该组由以下各项组成：I-型棒、弓形、沿着其长度限定了多个孔的管、多孔的柱体、以及U-形支柱。

6.如权利要求5所述的固体氧化物燃料电池，其中该支撑结构是在最邻近该电解质层的通道的一部分处开放的。

7.如权利要求5所述的固体氧化物燃料电池，其中该支撑结构包括选自下组的一种材料，该组由以下各项组成：镍、氧化镍、氧化钇稳定的氧化锆、锰酸镧锶、钛酸镧锶、钛酸盐、氧化铝、氧化锆、以及它们的组合。

8.如权利要求4所述的固体氧化物燃料电池，其中该支持结构基本上填充了该气体通道。

9.如权利要求8所述的固体氧化物燃料电池，其中该支撑结构包括选自下组的至少一种材料，该组由以下各项组成：氧化镍(NiO)、氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化铝(Al₂O₃)、锰酸镧锶(LSM)、铁酸镧锶(LSF)、铁酸镧锶辉砷钴矿(LSCF)、以及包含阳离子例如Ba、Ca、Sr、以及Y的钛酸盐。

10.如权利要求9所述的固体氧化物燃料电池，其中该支撑结构包括NiO、YSZ、Y₂O₃、Al₂O₃、LSM、LSF、LSCF、以及包含阳离子例如Ba、Ca、Sr、以及Y的钛酸盐的共混物。

11.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中该阳极层和该阴极层两者都限定了包括支撑结构的通道。

12.一种固体氧化物燃料电池，包括通过以下各项形成的一个电极：

a)形成一个生胚电极层，该生胚电极层具有一个平面表面并且限定了至少一个通道，其中该生胚电极层包括邻近该通道的成孔物，该邻近该通道的成孔物比该生胚电极的剩余部分中具有更高浓度；并且

b)烧结该生胚电极以由此形成一个固体氧化物燃料电池的电极，由此烧结该生胚电极引起了至少邻近这些通道的电极的部分是多孔的，并且由此邻近这些通道的成孔物的量足以引起在烧结过程中邻近这些通道的电极的尺寸比该电极的其余部分减少的更多，从而引起了邻近相对高浓度的的成孔物的电极的平面表面的至少一部分从该平面表面的主平面缩回。

13.一种形成固体氧化物燃料电池的电极的方法，包括以下步骤：

a)形成一个生胚电极层，该生胚电极层限定了至少一个通道；并且

b)烧结该生胚电极以由此形成一个固体氧化物燃料电池的电极。

14.如权利要求13所述的方法，其中该生胚电极包括邻近该通道的成孔物。

15.如权利要求14所述的方法，其中该生胚电极包括在邻近该通道处比该生胚电极的剩余部分中更高浓度的成孔物，由此烧结该生胚电极引起了至少邻近这些通道的电极的部分是多孔的。

16.如权利要求15所述的方法，其中邻近这些通道的成孔物的量是足以引起在烧结过程中邻近这些通道的电极的尺寸比该电极的其余部分减少的更多。

17.如权利要求16所述的方法，其中该生胚电极具有一个平面表面，并且其中该电极被烧结成引起邻近相对高浓度的成孔物的该电极的平面表面的至少一部分从该平面表面的主平面缩回。

18.如权利要求17所述的方法，其中该通道是一个管道，当组装燃料电池时该管道由电极完全限定。