[发明专利]用于固体氧化物燃料电池的连接体、其制备方法和固体氧化物燃料电池

说明书

本说明书涉及一种用于固体氧化物燃料电池的连接体、其制备方法以及一种固体氧化物燃料电池。

技术领域

本申请要求于2017年10月20日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2017-0136479的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本说明书中。

本公开内容涉及一种用于固体氧化物燃料电池的连接体、其制备方法以及包括用于固体氧化物燃料电池的连接体的固体氧化物燃料电池。

背景技术

随着近来预测现有能源如石油和煤的耗尽，对能够代替这些能源的替代能源的兴趣日益增长。作为这种替代能源中的一种，燃料电池由于高效、不产生诸如NOx和SOx的污染物并且具有充足的燃料来使用的优点而受到特别的关注。

燃料电池是将燃料和氧化剂的化学反应能转化为电能的发电系统，使用氢气、甲醇和诸如丁烷的烃作为燃料，并且通常使用氧气作为氧化剂。

燃料电池包括聚合物电解质型燃料电池(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。

图11和图12示意性地示出了固体氧化物型燃料电池的结构和发电原理，并且固体氧化物型燃料电池由电解质和在该电解质的两个表面上形成的燃料电极(阳极)和空气电极(阴极)形成。当参考示出了固体氧化物型燃料电池的发电原理的图12时，空气在空气电极中被电化学还原而产生氧离子，并且产生的氧离子通过电解质转移到燃料电极。在燃料电极中，注入诸如氢气、甲醇或丁烷的燃料，并且燃料在与氧离子结合时释放电子并被电化学氧化而产生水。通过这种反应，电子迁移到外部电路中。

连接体是固体氧化物燃料电池(SOFC)的核心部件，起到将燃料和空气隔开同时电连接单元电池的作用。

最近提出的金属可以包括合金钢，其包括Fe类合金系列Cr(16％至22％)(例如：德国ThyssenKrupp AG的Crofer22APU，日本Hitachi Metals,Ltd.的ZMG232等)，因为与其它金属相比，这些金属的优点为具有优异的加工性和与电极材料相似的热膨胀系数，因此对使用这些金属进行了广泛的研究。然而，当使用Fe-Cr类金属作为连接体时，在高温氧化气氛下由金属产生诸如CrO₂(OH)的挥发性铬导致每个电池的电解质和阴极的催化剂活性下降的问题，以及由于在金属表面上产生的非导电氧化物的影响而导致产生高接触电阻的问题。因此，确保金属连接体材料具有高耐腐蚀性和高导电性表面性能是重要的技术问题。用于改善该技术问题的方法可以包括开发新的合金材料以满足隔板需要的功能，或者用导电金属或非金属涂层对表面进行表面处理等。

近来，已经尝试用保护层涂覆现有的商业金属表面，并且已经尝试了各种涂覆方法，例如电镀方法、溅射沉积方法或等离子体喷涂方法，然而，涂覆的成本高并且在选择涂覆条件方面存在困难，因此，已经需要对其进行改进。

发明内容

技术问题

本说明书的一个实施方案旨在提供一种包括陶瓷保护层的用于固体氧化物燃料电池的连接体。

本说明书的另一实施方案旨在提供一种用于固体氧化物燃料电池的连接体的制备方法。

本说明书的又一实施方案旨在提供一种包括所述用于固体氧化物燃料电池的连接体的固体氧化物燃料电池。

技术方案

本说明书的一个实施方案提供一种用于固体氧化物燃料电池的连接体，包括：导电基板；和

设置在所述导电基板的一个表面或两个表面上的陶瓷保护层，

其中，所述陶瓷保护层包含由下面化学式1表示的尖晶石结构的氧化物。

[化学式1]