Способ приготовления мембран-электродных блоков

Авторы патента:

H01M8/02 - конструктивные элементы (неактивные части H01M 2/00, электроды H01M 4/00)

Владельцы патента RU 2563029:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к области топливных элементов (ТЭ), в частности к мембран-электродному блоку (МЭБ) для твердополимерного топливного элемента (ТПТЭ), а также к способу его изготовления и составу. Описан способ приготовления МЭБ, характеризующийся тем, что способ состоит в распылении каталитических чернил на катод МЭБ с использованием аэрографа при повышенной температуре с последующим прессованием МЭБ между тефлоновыми дисками. Каталитические чернила имеют следующий состав: концентрация органического вещества - не выше 70 об.%; масса Pt/C катализатора - 0.3-60 мг; содержание Pt в Pt/C катализаторе - 10-60 мас.%; содержание иономерного связующего - 0,03-40 мг; содержание пористого материала - не выше 20 мг. Технический результат - возможность приготовления эффективных катодных электродов с Pt/C катализаторами и ультранизкой загрузкой платины для ТПТЭ. 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 8 пр.

На пористых электродах (анод и катод), содержащих катализаторы (в основном платиновые), закрепленных на протонпроводящей полимерной мембране, идут электрохимические реакции восстановления окислителя и окисления топлива. В результате чего энергия, запасенная в химических связях, переходит в электрическую, которая далее используется в качестве источника энергии. В качестве окислителя может использоваться кислород или воздух, а в качестве топлива может использоваться целый набор органических соединений, включающий в себя водород, метанол, этанол и др.

Топливные элементы ТЭ являются наиболее эффективными преобразователями энергии химических связей непосредственно в электрическую. Распространение ТЭ сдерживается рядом факторов, среди которых ключевую роль играет высокое содержание платины в катализаторе, стоимость которой составляет до 30% от стоимости ТЭ.

Эффективность ТЭ зависит от многих факторов. Прежде всего, от степени использования платины в катодном катализаторе, эффективности отвода продуктов реакции (вода) из реакционной зоны и подвода реагентов (топливо и окислитель) к активному компоненту по всему катодному электродному слою, степени прочности соединения электрода с мембраной, а также от эффективности протонного и электронного переноса по электродному слою.

В качестве катодных катализаторов наиболее эффективными являются высокопроцентные нанесенные платиновые катализаторы. Вследствие этого при снижении загрузки платины (с обычных 200 мкг_Pt/см² до 2-10 мкг_Pt/см²) масса наносимого катализатора значительно снижается, что приводит к снижению толщины электродного слоя (с 10 до 2 мкм). Низкая толщина электродного слоя приводит к ухудшению отвода продуктов реакции (вода) из электродного слоя, в результате чего активный компонент либо не работает, либо работает нестабильно.

Другой проблемой является ограниченная возможность использования платиновых катализаторов, нанесенных на другие типов углеродных носителей, например углерод-углеродных носителей типа Сибунит. Вследствие морфологических характеристик таких носителей адгезия получаемого электродного слоя к протонпроводящей полимерной мембране недостаточна и прочность такого соединения низка и не позволяет использовать данные катализаторы в реакции.

Для повышения эффективности МЭБ для ТЭ к электродному слою добавляют различные материалы в целях улучшения массопереноса по слою электрода.

Известен (RU 2421849, H01M 4/88, 10.06.2011) способ изготовления каталитического материала для топливного элемента, который включает одновременное напыление графита и платины на подложку, снятие полученного композитного слоя с подложки в виде порошка, смешивание его с углеродными нанотрубками в массовом соотношении 1:(1-2), добавление к полученной твердой смеси изопропанола в количестве 0,1-0,3 мл на 1 мг твердой смеси и нафиона в количестве 1 мг на 2,3-4,0 мг твердой смеси и гомогенизирование полученного каталитического материала в ультразвуковой ванне. Недостатком этого способа является сложность приготовления и большой расход и потери дорогого платинового катализатора при напылении на подложку и последующем снятии композитного слоя в виде порошка.

Известен (RU 2456717, H01M 4/88, 20.07.2012) способ формирования каталитического слоя твердополимерного топливного элемента, включающий обработку многостенных углеродных нанотрубок газовой плазмой в среде неорганического газа или смеси неорганических газов, с последующей их обработкой концентрированной азотной кислотой, промывкой и сушкой. Полученные многостенные углеродные нанотрубки с платинированной углеродной сажей, содержащей 20-40 мас.% платины, смешанные с изопропанолом и водным раствором нафиона, взятыми в определенном соотношении, обрабатывают ультразвуком в течение 30-60 мин и напыляют ее на нагретую до температуры 70-90°C протонпроводящую мембрану на основе перфторированного сульфополимера. Недостатком этого способа является невозможность использовать низкие загрузки платины вследствие уменьшения толщины электродного слоя.

Известен (JP 2008311154, H01M 4/86, 25.12.2008)) способ повышения проводимости электродного слоя путем использования смеси Pt/C катализатора, углеродных волокон и проводящего полимера, имеющей высокую проводимость. Для повышения механической прочности МЭБ использовали смесь Pt/C катализатора и углеродных волокон с термореактивной смолой. Поскольку пустоты в слое катализатора сообщаются друг с другом путем запутывания углеродных волокон, слой катализатора имеет высокую способность к диффузии газа. Таким образом, проводимость, диффузия газа и механическая прочность слоя катализатора увеличены, такой слой может также рассматриваться как газодиффузионный, и отпадает необходимость использования отдельного газодиффузионного слоя. Недостатком этого способа является снижение протонной проводимости по слою.

Известен (RU 2208271, H01M 8/10, 10.07.2003) способ дополнительного введения в электродный слой агломератов частиц фторопласта с концентрацией агломерата на единицу объема активного слоя от 0,2 до 0,65 об.%, а также выполнение условия, когда диаметр агломератов и частиц катализатора на углеродном носителе не превышают 3 мкм. Однако при этом снижается электронная проводимость по слою.

Известен (RU 2360330 H01M 4/86, 37.06.2009) способ приготовления гидрофобного катализаторного слоя, образованного из катализатора, полученного восстановлением оксида платины; гидрофобного агента и протонопроводящего электролита, причем гидрофобный агент состоит главным образом из алкилсилоксана. Недостатком является снижение протонной проводимости по слою.

Известен (RU 2414772, H01M 4/86, 10.11.2010) способ улучшения структуры газодиффузионных электродов. Согласно изобретению газодиффузионный электрод содержит: а) по меньшей мере, одну газодиффузионную среду, б) по меньшей мере, один слой катализатора сверху указанной газодиффузионной среды, содержащий, по меньшей мере, один катализатор на носителе и в) по меньшей мере, один слой катализатора без носителя сверху слоя катализатора на носителе, указанного выше в б), причем указанный слой катализатора без носителя имеет более высокую общую загрузку катализатора. Недостатком этого способа является невозможность снижения загрузки платины в слое.

Известен (CN 102110819, B01J 23/62, 29.06.2011) способ добавления промотора катализатора в каталитический слой, состоящего из TiO₂, модифицированного азотом и другими металлическими оксидами. Недостатком является снижение протонной проводимости по слою.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является состав чернил, приведенный в работе (E.N. Gribov, A.Yu. Zinovieva, I.N. Voropaev, P.A. Simonov, A.V. Romanenko, A.G. Okunev, Int. J. Hydrogen Energy, 2012, vol. 37, pp.11894-11903). Чернила включают в себя катализатор Pt/Sibunit 1562 с добавкой углеродного носителя типа Vulcan XC-72. Чернила готовятся путем добавления в раствор изопропанол-вода (30% об.) катализатора с углеродным носителем, диспергированием суспензии в ультразвуковой ванне, добавкой необходимого количества нафионового связующего, диспергированием в ультразвуковой ванне и нанесением на протонпроводящую полимерную мембрану. Нанесение производится путем распыления аэрографом на мембрану при температуре 60°C с последующим прессованием при температуре 120°C, давлении 3-5 атм в течение 2-3 минут.

К недостаткам известного способа можно отнести недостаточно высокую степень использования платины, что приводит к необходимости увеличения загрузки платины.

Изобретение решает следующие задачи: 1) возможность приготовления эффективных катодных электродов с Pt/C катализаторами и ультранизкой загрузкой платины до 6 мкг_Pt/см² для ТПТЭ; 2) возможность приготовления МЭБ на основе Pt/C катализаторов, имеющих углеродный носитель с различными морфологическими свойствами, при этом электрод имеет низкую адгезию к протонпроводящей полимерной мембране; 3) возможность регулировать толщину электродного слоя для обеспечения наиболее эффективного массопереноса; 4) возможность повысить протонную и электронную проводимость в электродном слое МЭБ; 5) возможность повышения удельной мощности ТЭ на массу платины.

Поставленная задача решается оптимизацией состава каталитических чернил для катода ТПТЭ, состоящих из растворителя, состоящего из водного раствора органического вещества, катализатора Pt/C, иономерного связующего, пористого материала при следующем содержании компонентов:

Объем раствора 100-1000 мкл;

концентрация органического вещества - не выше 70 об.%;

масса Pt/C катализатора - 0.3-60 мг;

содержание Pt в Pt/C катализаторе - 10-60 мас.%;

содержание иономерного связующего - 0,03-40 мг;

содержание пористого материала - не выше 20 мг.

В качестве органического вещества используют, например, изопропиловый спирт, ацетон.

В качестве иономерного связующего используют нафионовое связующее или сульфонированный блок-сополимер полистирола и сополимера полиэтилен-бутилена.

В качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют мезопористый углерод-углеродный композит.

В качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют углеродные нанотрубки.

В качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют углеродные нановолокна.

В качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют сажу с высокой удельной поверхностью.

В качестве пористого материала используют сажу с высокой удельной поверхностью.

В качестве пористого материала используют смесь сажи с высокой удельной поверхностью и углеродных нанотрубок.

В качестве пористого материала используют смесь сажи с высокой удельной поверхностью и углеродных нановолокон.

Поставленная задача также решается способом приготовления МЭБ, заключающимся в горячем прессовании электродных слоев с мембраной без использования газодиффузионных слоев.

Чернила распыляют методом аэрографии на мембране, подогретой до 60-80°C, последующее прессование МЭБ между тефлоновыми дисками проводят при температуре 100-130°C, давлении 3-5 атм в течение 3-5 мин.

Сущность изобретения состоит в последовательной обработке протонпроводящих полимерных мембран при 80°C в течение 1 ч в 1 М H₂SO₄ (о.с.ч.), 1 М Н₂О₂ (о.с.ч.) и дистиллированной воде. В качестве анодного катализатора используется катализатор Pt/C. Катодные чернила готовили следующим образом. Навеску катодного катализатора Pt/C смешивали с пористым материалом, помещали в водный раствор органического вещества, перемешивали, подвергали обработке ультразвуком в течение 25 мин, еще раз перемешивали и еще раз подвергали обработке ультразвуком в течение 25 мин. Далее в суспензию добавляли дисперсию иономерного связующего, перемешивали и подвергали обработке ультразвуком в течение 25 мин. Анодные чернила готовили таким же образом, но без добавления пористого материала. Чернила наносили на протонпроводящую полимерную мембрану путем распыления аэрографом при температуре 60-80°C. Для улучшения адгезионных характеристик полученный МЭБ с катодным и анодным электродными слоями прессовали между тефлоновыми листами при температуре 120°C, давлении 4-5 атм в течение 1,5 мин. Полученный МЭБ зажимали между анодным и катодным ГДС и устанавливали в топливный элемент (Electrochem. Inc.). Рабочая поверхность электродов составляла 5 см².

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и иллюстрациями.

Пример 1

0,312 мг катализатора 20 мас. % Pt/Vulcan-XC72 (высокоповерхностная сажа) смешивают с 7 мг пористого углеродного носителя Vulcan ХС-72 и добавляют к 300 мкл 50 об.% раствора изопропилового спирта в воде. Раствор интенсивно встряхивают и диспергируют в течение 25 мин в ультразвуковой ванне. Эту процедуру повторяют дважды. Затем необходимое количество 10 мас. % дисперсии Nafion® (фирмы Aldrich) добавляют в чернила с последующей обработкой в ультразвуковой ванне в течение еще 25 мин. Чернила распыляют методом аэрографии на мембране, подогретой при 60-80°C. Для того чтобы обеспечить лучший контакт мембраны с катодным и анодным электродными слоями, ее прессуют между двумя тефлоновыми пластинами при температуре 120°C, давлении 4,5 атм в течение 1,5 мин. Перед измерениями каталитическую мембрану зажимают между анодным и катодным ГДЛ и помещают в топливный элемент (Electrochem. Inc.). Рабочая поверхность электродов составляет 5 см². Полученный МЭБ имеет высокую удельную мощность по сравнению со стандартным катализатором 33 против 2.8 Вт/мг_Pt. (Фиг. 1)

Пример 2

В качестве Pt/C катализатора используют 20 мас. % Pt/Sibunit-1562. Навеска катализатора составляет 0,625 мг. В качестве пористого материала используют коммерческий носитель Vulcan ХС-72 (высокоповерхностная сажа). Его масса составляла 7.5 мг. В качестве органического вещества используют ацетон.

Пример 3

В качестве Pt/C катализатора используют 60 мас. % Pt/Sibunit-1562. Навеска катализатора составляет 1,67 мг. В качестве пористого материала используют коммерческий носитель Vulcan ХС-72. Его масса составляет 7.3 мг.

Пример 4

В качестве Pt/C катализатора используют Pt, нанесенную на углеродные нанотрубки, с содержанием платины 20 мас. %. Навеска катализатора составляет 2,5 мг. В качестве пористого материала используют коммерческий носитель Vulcan ХС-72. Его масса составляет 6.5 мг.

Пример 5

В качестве Pt/C катализатора используют 40 мас. % Pt/ KetjenBlack DJ-600 (высокоповерхностная сажа). Навеска катализатора составляет 2,5 мг. В качестве пористого материала используют коммерческий носитель Vulcan ХС-72. Его масса составляет 6.5 мг.

Удельная мощность возросла с 3,7 до 4,8 Вт/мг_Pt (Фиг. 2)

Пример 6

В качестве Pt/C катализатора используют 40 мас. % Pt/Vulcan ХС-72. Навеска катализатора составляет 2,5 мг. В качестве пористого материала используют коммерческий носитель углеродные нановолокна. Их масса составляет 6.5 мг.

Пример 7

В качестве Pt/C катализатора используют 20 мас. % Pt/Sibunit-1562. Навеска катализатора составляет 0,625 мг. В качестве пористого материала используют коммерческий носитель Vulcan ХС-72 (высокоповерхностная сажа). Его масса составляла 7.5 мг. В качестве иономерного связующего используют сульфонированный блок-сополимер полистирола и сополимера полиэтилен-бутилена).

Пример 8

Аналогичен примеру 7, но отличается тем, что при прессование проводят при температуре 110°C, давлении 3-5 атм в течение 2-3 мин.

1. Способ изготовления мембран-электродных блоков МЭБ, включающий распыление каталитических чернил на поверхность мембраны МЭБ, нагретой до температуры 60-80°C с использованием аэрографа, с последующим прессованием МЭБ между тефлоновыми дисками при температуре 100-130°C, давлении 3-5 атм в течение 3-5 мин, отличающийся тем, что каталитические чернила имеют следующий состав:
концентрация органического вещества - не выше 70 об. %;
масса Pt/C катализатора - 0.3-60 мг;
содержание Pt в Pt/C катализаторе - 10-60 мас. %;
содержание иономерного связующего - 0,03-40 мг;
содержание пористого материала - не выше 20 мг,
при этом каталитические чернила готовят следующим образом, навеску катодного катализатора Pt/C смешивают с пористым материалом, помещают в водный раствор органического вещества, перемешивают, подвергают обработке ультразвуком, еще раз перемешивают и подвергают обработке ультразвуком, далее в суспензию добавляют дисперсию иономерного связующего, перемешивают и подвергают обработке ультразвуком.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического вещества используют, например, изопропиловый спирт, ацетон.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве иономерного связующего используют нафионовое связующее или сульфонированный блок-сополимер полистирола и сополимера полиэтилен-бутилена.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют мезопористый углерод-углеродный композит.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют углеродные нанотрубки.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют углеродные нановолокна.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродного носителя в Pt/C катализаторе используют сажу с высокой удельной поверхностью.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористого материала используют сажу с высокой удельной поверхностью.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористого материала используют смесь сажи с высокой удельной поверхностью и углеродных нанотрубок.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористого материала используют смесь сажи с высокой удельной поверхностью и углеродных нановолокон.

Изобретение предусматривает газодиффузионную среду для топливного элемента, которая имеет низкую воздухопроницаемость в плоскости и хорошее свойство дренажа и способна проявлять высокие эксплуатационные характеристики топливного элемента в широком температурном диапазоне от низких до высоких температур.

Стеклянный уплотнитель для батарей твердооксидных электролитических элементов (soec) // 2561097

Изобретение относится к батарее твердооксидных электролитических элементов (SOEC), изготовляемой способом, который включает следующие стадии: (a) формирование первого блока батареи элементов путем чередования по меньшей мере одной соединительной пластины и по меньшей мере одного узла элемента, причем каждый узел элемента содержит первый электрод, второй электрод и электролит, расположенный между этими электродами, а также обеспечение стеклянного уплотнителя между соединительной пластиной и каждым узлом элемента, причем стеклянный уплотнитель имеет следующий состав: от 50 до 70 мас.% SiO2, от 0 до 20 мас.% Аl2О3, от 10 до 50 мас.% СаО, от 0 до 10 мас.% МgО, от 0 до 2 мас.% (Na2O+K2O), от 0 до 10 мас.% В2O3 и от 0 до 5 мас.% функциональных элементов, выбранных из TiO2, ZrO2, F2, P2O5, МоО3, Fе2O3, MnO2, La-Sr-Mn-O перовскита (LSM) и их комбинаций; (b) превращение указанного первого блока батареи элементов во второй блок со стеклянным уплотнителем толщиной от 5 до 100 мкм путем нагревания указанного первого блока до температуры 500°C или выше и воздействия на батарею элементов давлением нагрузки от 2 до 20 кг/см2; (c) превращение указанного второго блока в конечный блок батареи твердооксидных электролитических элементов путем охлаждения второго блока батареи, полученного на стадии (b), до температуры ниже, чем на стадии (b), при этом стеклянный уплотнитель на стадии (a) представляет собой лист стекловолокон.

Газодиффузионный электрод, способ его изготовления, мембранно-электродный блок, содержащий газодиффузионный электрод, и способ изготовления мембранно-электродного блока, содержащего газодиффузионный электрод // 2559833

Предложенный способ относится к области электротехники, а именно к газодиффузионному электроду и способу его изготовления, согласно которому обеспечивают первый слой, представляющий собой активный слой, посредством заливки пористой электропроводящей сетки суспензией частиц электропроводящего материала в растворе первого связующего вещества, обеспечивают второй слой посредством заливки первого слоя суспензией частиц гидрофобного материала в растворе второго связующего вещества и обеспечивают гидрофобный слой посредством инверсии фаз первого и второго слоев, посредством которой формируют пористость в обоих первом и втором слоях.

Способ изготовления биполярной пластины для щелочного топливного элемента // 2558372

Предлагаемое изобретение относится к способу изготовления биполярных пластин для щелочных топливных элементов. Биполярная пластина для щелочного топливного элемента выполнена из двух тонколистовых профилированных сепараторов и двух металлических рамок из никеля.

Титановый материал для сепаратора полимерно-электролитного топливного элемента, способ его получения и полимерно-электролитный топливный элемент с его применением // 2556077

Изобретение относится к топливному элементу с твердым полимерным электролитом, титановому материалу для применения в сепараторе, который представляет собой его компонент, и способу получения титанового материала.

Новый сепаратор, электрохимическая ячейка с новым сепаратором и применение нового сепаратора в электрохимической ячейке // 2551365

Изобретение относится к проницаемому для ионов армированному сепаратору. При этом сепаратор содержит по меньшей мере один сепарационный элемент и по существу полый обходной канал, прилегающий к указанному по меньшей мере одному сепарационному элементу, причем указанный по меньшей мере один сепарационный элемент содержит связующее и оксид или гидроксид металла, диспергированный в нем, и указанный сепарационный элемент характеризуется давлением выдавливания первого пузырька по меньшей мере 1 бар и сопротивлением при обратной промывке по меньшей мере 1 бар, причем давление выдавливания первого пузырька определяется с помощью ASTM E128 и ISO 4003.

Способ производства и калибровки интерконнектора для топливного элемента или пакета топливных элементов // 2539288

Предложен способ производства интерконнектора для топливного элемента или пакета топливных элементов, а также топливный элемент или пакет топливных элементов с интерконнектором, выполненным путем прессования металлического листа с формированием выступов с обеих сторон по меньшей мере одного металлического листа на калибровочном прессе при температуре от 600 до 925оС в течение от 0,5 до 10 часов.

Полимерный протонпроводящий композиционный материал // 2529187

Настоящее изобретение относится к полимерным протонпроводящим композиционным материалам. Описан полимерный протонпроводящий композиционный материал, включающий полимерную линейную матрицу, представляющую собой водный 2-9% раствор поливинилового спирта, содержащий наночастицы серебра размером 20-100 нм в концентрации 40-100 мг/л и диспергированный в ней протонпроводящий твердый электролит в виде фосфорно-вольфрамовой кислоты и пластификатора в виде глицерина при следующем соотношении компонентов, мас.%: водный раствор поливинилового спирта 38-69, фосфорно-вольфрамовая кислота 19-50, глицерин остальное.

Способ получения твердооксидного топливного элемента с двухслойным несущим катодом // 2523693

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу получения твердооксидного топливного элемента с двухслойным несущим катодом, который включает формование электродного и коллекторного слоев катода, их спекание, при этом на электродный слой катода наносят и припекают слой твердого стабилизированного иттрием (YSZ) электролита, на слой электролита наносят анод, после чего полученный элемент спекают, при этом коллекторный слой катода формуют из порошка манганита лантана стронция, а электродный слой - из смеси порошков манганита лантана стронция и оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия.

Металлическая сепараторная пластина для топливного элемента, имеющая покровную пленку на поверхности, и способ изготовления такой пластины // 2521077

Изобретение относится к способу изготовления металлического стального сепаратора для топливных элементов, который обладает коррозионной стойкостью и контактным сопротивлением не только в начальной стадии, но также и после влияния условий высокой температуры и/или высокой влажности в топливном элементе в течение длительного периода времени.

Газодиффузионная среда для топливного элемента, мембранно-электродный блок и топливный элемент // 2561720

Способ изготовления каталитического электрода на основе гетерополисоединений для водородных и метанольных топливных элементов // 2561711

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления каталитического электрода мембрано-электродного блока, преимущественно для водородных и метанольных топливных элементов.

Электрохимический преобразователь энергии // 2556888

Изобретение относится к автономным системам и установкам энергообеспечения, использующим различные виды топлива. Электрохимический преобразователь энергии содержит электроды, электрический соединитель и слой твердого электролита, выполненный из смеси оксидов металлов, включающих диоксид циркония и оксид металла, выбранного из группы, включающей оксид кальция, оксид магния, оксиды редкоземельных элементов или их смеси, а также электродные слои, проницаемые для газов, проводящие электрический ток и покрытые на части своей поверхности контактными слоями, при этом преобразователь выполнен в виде многорядной секции, ряды которой образованы трубчатыми сборками, набранными из электрохимических ячеек, выполненных в форме конусных шайб, содержащих слой твердого электролита, а также электродные слои, с центральными втулками, формирующими внутренний газовый коллектор, в котором одновременно размещены тоководы, причем часть конусных шайб разделена между собой сепараторами, проницаемыми для газа, а другая часть конусных шайб разделена наружным газовым коллектором.

Катодный материал для тотэ на основе медь-содержащих слоистых перовскитоподобных оксидов // 2550816

Изобретение относится к области электротехники, в частности к катодному материалу для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) на основе сложных оксидов 3d-металлов.

Способ изготовления электродов электрохимических устройств с твердым электролитом // 2543071

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления электродов электрохимических устройств с твердым электролитом. Снижение поляризационного сопротивления электрода, а также улучшение протекания электродных реакций газообмена является техническим результатом предложенного изобретения.

Электрохимический генератор с твердым электролитом // 2538095

Изобретение относится к устройству электрохимического генератора с твердым электролитом, преимущественно для генераторов малой и средней мощности до 15÷20 кВт. Указанный генератор содержит заключенные в корпус с теплоизолирующими стенками, рабочую камеру с батареей топливных элементов, камеру сгорания, конвертор природного газа, каналы для подачи и отвода топлива и газов, при этом конвертор природного газа установлен в рабочей камере, генератор содержит теплообменник, смонтированный в теплоизолирующих стенках, при этом канал для подачи газа-окислителя в рабочую камеру образован пространством между камерой сгорания и рабочей камерой и соединен с каналом для подачи воздуха в теплообменник, каналы для отходящих газов которого соединены с камерой сгорания.

Композитный кислородный электрод и способ его получения // 2537561

Изобретение относится к композитному кислородному электроду, содержащему пористую структуру основы, включающую две отдельные, но перколированные фазы, причем первая фаза представляет собой электронопроводящую фазу, а вторая фаза представляет собой оксидную ионопроводящую фазу, и электрокаталитический слой на поверхности указанной структуры основы, причем указанный электрокаталитический слой содержит первые наночастицы, представляющие собой электрокаталитически активные наночастицы и вторые наночастицы, формируемые из ионопроводящего материала, при этом первые и вторые частицы произвольно распределены по всему злектрокаталитическому слою.

Электродная камера для химического источника тока, система обновления для нее и эмульсия, используемая для этого // 2523004

Изобретение относится к электродной камере химического источника тока, включающей в себя бинепрерывную микроэмульсию, при этом каталитические частицы создаются in situ в текучей среде, которая может действовать как катод, а также как анод.

Способ изготовления металл-оксидного каталитического электрода для низкотемпературных топливных элементов // 2522979

Изобретение относится к области химических источников тока, а именно к способу изготовления и материалу каталитического электрода - элемента мембранно-электродного блока для водородных и спиртовых топливных элементов.

Каталитический электрод для спиртовых топливных элементов // 2507640

Изобретение относится к каталитическому электроду для мембранно-электродных блоков спиртовых (использующих в качестве топлива метанол или этанол) топливных элементов, где в качестве электрокаталитического материала используется электропроводный диоксид титана, легированный оксидом рутения в соотношении рутения к титану от 4 до 7 мол.%, с нанесенными на поверхности сферических частиц оксида титана, легированного рутением, наночастицами платины размером 3-5 нм.

Анод топливного элемента на основе молибденовых бронз и платины и способ его изготовления // 2564095

Изобретение относится к области электротехники, а именно к аноду низкотемпературного метанольного топливного элемента с полимерной мембраной и способу его изготовления. Предложенный анод содержит в качестве каталитического слоя композитный материал, приготовленный из соединений платины и водородсодержащих молибденовых бронз состава НxМоО3; где х принимает значение от 0,2 до 0,4. Повышение стабильности тока электроокисления метанола во времени, существенное снижение рабочего потенциала анода при электроокислении метанола до 0,4-0,6 В, а также устойчивость к примеси СО в водороде является техническим результатом изобретения. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 10 пр.