close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2335830

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 335 830
(13)
C1
(51) МПК
H01M 8/12
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007117355/09, 10.05.2007
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
10.05.2007
(45) Опубликовано: 10.10.2008 Бюл. № 28
(54) СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАНЕСЕНИЯ НИЗКООМНОГО КАТАЛИТИЧЕСКИ
2 3 3 5 8 3 0
R U
(57) Реферат:
Изобретение
относитс к
области
электрохимической энергетики, а именно к
твердооксидным топливным элементам (ТОТЭ) с
рабочими температурами 500-750°С. Согласно
изобретению
на
упругие
элементы
высокочастотным
магнетронным
напылением
нанос т покрытие из каталитически активных и
обладающих
высокой
электрической
проводимостью керметов YSZ+Pt+V или YSZ+Ag.
Высокочастотное
магнетронное
напыление
кермета YSZ+Pt+V производ т в смеси инертного
газа и кислорода с углом наклона упругих
элементов к оси пучка на 60° при непрерывном
вращении упругих элементов вокруг оси разр да в
одном
направлении,
а
высокочастотное
магнетронное
напыление
кермета
YSZ+Ag
провод т в инертном газе. Положение упругих
элементов при напылении фиксируют точечной
сваркой. Техническим результатом вл етс повышение выходных характеристик и ресурса
средне- и низкотемпературных ТОТЭ. 5 з.п. ф-лы, 2
ил.
Страница: 1
RU
C 1
C 1
АКТИВНОГО ПОКРЫТИЯ НА КОНТАКТНЫЕ СЛОИ БИПОЛЯРНОЙ ПЛАСТИНЫ В КАТОДНОЙ
ПОЛОСТИ ТВЕРДООКСИДНОГО ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА
2 3 3 5 8 3 0
Адрес дл переписки:
119034, Москва, ул. Пречистенка, 18, ООО
"Национальна инновационна компани "НЭП",
пат.пов. Н.Д.Кольцова, рег.№799
(73) Патентообладатель(и):
Общество с ограниченной ответственностью
"Национальна инновационна компани "Новые
энергетические проекты" (RU)
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2197039 С2, 20.01.2003. US 5021304,
04.06.1991. US 5085742 А, 04.02.1992. US
5395704 А, 07.03.1995.
(72) Автор(ы):
Колпаков Евгений Евстафьевич (RU),
Низовцев Артем Александрович (RU),
Прилежаева Ирина Николаевна (RU),
Рубцов Владимир Иванович (RU),
Соловьев Николай Павлович (RU),
Храмушин Николай Иванович (RU)
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 335 830
(13)
C1
(51) Int. Cl.
H01M 8/12
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007117355/09, 10.05.2007
(24) Effective date for property rights: 10.05.2007
(45) Date of publication: 10.10.2008 Bull. 28
Mail address:
119034, Moskva, ul. Prechistenka, 18, OOO
"Natsional'naja innovatsionnaja kompanija
"NEhP", pat.pov. N.D.Kol'tsova, reg.№799
(54) METHOD OF LOW TEMPERATURE APPLICATION OF LOW RESISTANCE CATALYTICALLY
2 3 3 5 8 3 0
fuel elements.
6 cl, 2 dwg
R U
(57) Abstract:
FIELD: technological processes; electricity.
SUBSTANCE: coating is applied on elastic
elements with high-frequency magnetron sputtering
from
catalytically
active
and
highlyelectroconductive oxide-metal materials YSZ+Pt+V
or YSZ+Ag. High-frequency magnetron sputtering of
oxide-metal material YSZ+Pt+V is performed in
mixture of inertial gas and oxygen with angle of
elastic elements incline to the axis of bundle by 60°
at continuous rotation of elastic elements around
discharge axis in one direction, and highfrequency magnetron sputtering of oxide-metal
material YSZ+Ag is performed in inertial gas.
Position of elastic elements during sputtering is
fixed with spot welding.
EFFECT: increase of output characteristics and
resource of medium and low temperature hard oxide
Страница: 2
EN
C 1
C 1
ACTIVE COATING ON CONTACT LAYERS OF BIPOLAR PLATE IN CATHODE CAVITY OF HARD
OXIDE FUEL ELEMENT
2 3 3 5 8 3 0
(73) Proprietor(s):
Obshchestvo s ogranichennoj otvetstvennost'ju
"Natsional'naja innovatsionnaja kompanija
"Novye ehnergeticheskie proekty" (RU)
R U
(72) Inventor(s):
Kolpakov Evgenij Evstaf'evich (RU),
Nizovtsev Artem Aleksandrovich (RU),
Prilezhaeva Irina Nikolaevna (RU),
Rubtsov Vladimir Ivanovich (RU),
Solov'ev Nikolaj Pavlovich (RU),
Khramushin Nikolaj Ivanovich (RU)
RU 2 335 830 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Область техники
Изобретение относитс к области электрохимической энергетики, а именно к
твердооксидным топливным элементам (ТОТЭ) с рабочими температурами 500-750°С
В насто щее врем широко разрабатываетс ТОТЭ с рабочими температурами 500750°С, где применение сталей в качестве конструкционных элементов в ТОТЭ на несущей
бипол рной пластине делает актуальной проблему разработки контактных слоев на стал х,
снижающих контактные сопротивлени разъемных контактов в катодной полости батарей
ТОТЭ. Проведение процесса нанесени контактных слоев необходимо осуществл ть в
услови х низких температур без окислени поверхностей пластин.
Предшествующий уровень техники
Известен метод нанесени на поверхность нержавеющей стали пористого сло LSCF
(феррито-кобальтит лантана-стронци ) методом электрофореза (Zhitomirsky I., Petric A.
Electrophoretic deposition of ceramic materials for fuel cell application. // Joum.
Europ.Cer. Soc. 20 (2000) 2055). Недостаток этого метода св зан с тем, что пока не
удаетс достигнуть уровн температур спекани менее 1200°С, что недопустимо дл ТОТЭ
с рабочими температурами 500-750°С
Из известны способов наиболее близким по совокупности существенных признаков и
достигаемому техническому результату вл етс способ нанесени функциональных слоев
методом магнетронного напылени (патент РФ № 2197039 С2, кл. Н01М 8/12, 2003).
Указанный способ нанесени функциональных слоев не обеспечивает повышение
каталитической активности катодов, так нанесенные слои не содержат катализаторов
процесса восстановлени адсорбированного кислорода.
Сущность изобретени Задачей изобретени вл етс разработка способа низкотемпературного нанесени каталитически активных контактных покрытий на упругие элементы бипол рной пластины в
катодной области ТОТЭ, повышающих скорость восстановлени кислорода на катоде.
Указанный технический результат достигаетс тем, что в за вленном способе, на
упругие элементы бипол рной пластины в катодной области ТОТЭ методом
высокочастотного магнетронного напылени нанос т покрытие из каталитически активных
и обладающих высокой электрической проводимостью керметов. Способ позвол ет
получить слои керметных соединений с частицами наноразмеров (1-10 нм) из устойчивых к
окислению металлов и с ультрадисперсными частицами с размерами (10-100 нм),
взаимодействующих с кислородом. Температура подложки при нанесении покрыти составл ет не более 300°С, что предотвращает окисление поверхностей подложки.
Целесообразно, чтобы в качестве кермета был вз т YSZ+Pt+V или кермет YSZ+Ag.
Указанные керметы обладают низким удельным сопротивлением, составл ющим при
температуре 800°С ~ 0.04 Ом/см 2, что способствует повышению выходных электрических
характеристик ТОТЭ.
Целесообразно, чтобы высокочастотное магнетронное напыление керметов YSZ+Pt+V
или YSZ+Ag проводили в смеси инертного газа и кислорода или в инертном газе
соответственно при угле наклона упругих элементов бипол рной пластины к оси
разр дного пучка 60° при непрерывном вращении упругих элементов вокруг оси разр дного
пучка в одном направлении.
Целесообразно, чтобы положение упругих элементов было фиксировано точечной
сваркой. Крепление упругих элементов при нанесении покрыти обеспечивает заданный
угол напылени кермета. Предлагаемый способ позвол ет повысить выходные
характеристики и ресурс средне- и низкотемпературных ТОТЭ.
Проведенный анализ уровн техники показал, что за вленна совокупность
существенных признаков, изложенна в формуле изобретени , неизвестна. Это позвол ет
сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".
Дл проверки соответстви за вленного изобретени критерию "изобретательский
уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью
вы влени признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками
Страница: 3
DE
RU 2 335 830 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
за вленного технического решени .
Установлено, что за вленное техническое решение не следует вным образом из
известного уровн техники. Следовательно, за вленное изобретение соответствует
критерию "изобретательский уровень".
Сущность изобретени по сн етс чертежами и описанием примера конкретного
реализации способа.
Перечень чертежей.
На фиг.1 Представлена схема процесса нанесени покрыти на бипол рную пластину
методом магнетронного распылени металлических мишений, где
1 - посто нный магнит, 2 - мишень 3 - анод, ? - угол между осью разр дного пучка и
плоскостью подложки.
На фиг.2 - схема элемента катодной коммутации, где 1 - бипол рна пластина, 2 пружина, 3 - токосъем, 4 - деформируемый контактный слой.
Пример осуществлени способа.
На пластину из стали 15Х28 методом высокочастотного реактивного магнетронного
распылени в газовой среде смеси инертного газа и кислорода наносили кермет YSZ+Pt+V
при угле наклона образца ?=60° и непрерывном его вращении вокруг оси разр да в одном
направлении. Толщина наносимых слоев кермета YSZ+Pt+V сотавл ла ~2 мкм.
Элементный состав определ лс методом XPS: О - 30 ат.%, Zr - 13 ат.%, Y - 6 ат.%, Pt+
V - 51 ат.%. Как показали проведенные измерени , при поверхностной концентрации Pt 4054 ат.% удельное объемное электрическое сопротивление кермета близко к сопротивлению
металлической платины. Натурные испытани контактных сопротивлений между сло ми
кермета и сталью 15Х28 на рабочем участке, моделирующем бипол рную пластину и катод
ТОТЭ, продемонстрировали стабильность контактов. Их омическое сопротивление при
800°С составило ~0.04 Ом/см 2.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что за вленный способ
нанесени покрыти может быть реализован на практике с достижением за вленного
технического результата, т.е. он соответствует критерию промышленна применимость
Формула изобретени 1. Способ низкотемпературного нанесени низкоомного каталитически активного
покрыти на контактные слои бипол рной пластины в катодной полости твердооксидного
топливного элемента, включающий магнетронное напыление функциональных слоев,
отличающийс тем, что магнетронным напылением нанос т покрытие из каталитически
активных и обладающих высокой электрической проводимостью керметов на упругие
элементы.
2. Способ по п.1, отличающийс тем, что в качестве кермета вз т YSZ+Pt+V.
3. Способ по п.1, отличающийс тем, что в качестве кермета вз т YSZ+Ag.
4. Способ по п.2, отличающийс тем, что высокочастотное магнетронное напыление
кермета YSZ+Pt+V производ т в смеси инертного газа и кислорода с углом наклона
упругих элементов к оси пучка на 60° при непрерывном вращении упругих элементов вокруг
оси разр да в одном направлении.
5. Способ по п.3, отличающийс тем, что высокочастотное магнетронное напыление
кермета YSZ+Ag провод т в инертном газе с углом наклона упругих элементов к оси пучка
на 60° при непрерывном вращении упругих элементов вокруг оси разр да в одном
направлении.
6. Способ по п.1, отличающийс тем, что фиксацию положени упругих элементов
осуществл ют точечной сваркой.
50
Страница: 4
CL
RU 2 335 830 C1
Страница: 5
DR
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
129 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа