[发明专利]固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其制备方法

说明书

本说明书涉及固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其制备方法，所述组合物包含50摩尔％至85摩尔％的B2O3，在粘度变为104dPa·s时的粘合温度在750℃至850℃的范围内。

技术领域

本申请要求于2015年9月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0130371号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本说明书涉及固体氧化物燃料电池密封剂用组合物、使用其的密封剂及其制备方法。

背景技术

随着最近关于现有能源(例如石油和煤炭)的枯竭的预测，对能够替代这些的能量的关注日益增长。作为这样的替代能量之一，具有高效、不排放诸如NOx和SOx的污染物以及具有充足的燃料供使用的优点的燃料电池受到了特别的关注。

燃料电池是将燃料与氧化剂的化学反应能转化为电能的发电系统，使用氢、甲醇和烃(例如丁烷)作为燃料，并且通常使用氧作为氧化剂。

燃料电池包括聚合物电解质膜型燃料电池(PEMFC)、直接甲醇型燃料电池(DMFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、碱型燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物型燃料电池(SOFC)等。

其中，固体氧化物燃料电池基于低的活化极化并从而具有低的过电压，并且具有小的不可逆损耗，因此具有高的发电效率。此外，不但可以使用氢，而且可以使用基于碳或烃的材料作为燃料，导致了广泛的燃料选择，并且由于电极中的反应速率高，因此不需要高价贵金属作为电极催化剂。此外，伴随发电释放的热的温度非常高，这是非常有用的。换言之，固体氧化物燃料电池中产生的热不仅可以用于燃料重整，而且可以用作工业或热电联产系统中冷却的能源。

在研究这样的固体氧化物燃料电池(SOFC)的基本工作原理时，固体氧化物燃料电池基本上是通过氢的氧化反应来发电的装置，并且在作为燃料电极的阳极和作为空气电极的阴极中进行如以下反应式1的电极反应。

[反应式1]

空气电极：(1/2)O2+2e-→O2-

燃料电极：H2+O2-→H2O+2e-

总反应：H2+(1/2)O2→H2O

换言之，电子通过外电路到达空气电极，同时，空气电极中产生的氧离子通过电解质转移至燃料电极，并且在燃料电极中，氢和氧离子键合，产生电子和水。

同时，固体氧化物燃料电池由包括空气电极、电解质和燃料电极的单元电池形成，并且通过层合多个这些单元电池来形成堆叠体。为了这样的层合，需要使一个单元电池中的空气电极与另一个单元电池中的燃料电极电连接，并且需要能够向每个单元电池供应燃料和空气的结构，为此，使用由金属制成的隔离件。在此，在该燃料电池堆叠体中，为了防止氢(燃料气体)和空气(燃烧气体)的混合，防止气体泄漏到堆叠体外面，并且为了单元电池之间的绝缘，金属隔离件与单元电池的组件之间的密封是重要的。

换言之，这样的燃料气体和空气需要通过固定路径移动，当燃料气体和空气混合或泄漏到外面时，电池性能快速下降，因此需要高水平的密封技术。

发明内容

技术问题