用于高温燃料电池的Cu基金属陶瓷的利记博彩app

专利名称：用于高温燃料电池的Cu基金属陶瓷的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及铜基金属陶瓷组合物、制备该组合物的方法和该组合物的用途。背景固体氧化物燃料电池(SOFC)和相关的高温电化学装置包括多孔阳极、多孔阴极 和致密陶瓷电解质。在多孔阳极中发生气态反应物的氧化。该阳极必须有效传导离子和电 子，在本领域中典型使用陶瓷离子导体和金属或电解质的金属陶瓷混合物和混合离子电子 导体(MIEC)。镍-氧化钇稳定的氧化锆(Ni-YSZ)阳极因其易制造、性能和长寿命而最广为 开发。熔融金属通常不润湿陶瓷表面，因此金属陶瓷制备温度典型低于该金属的熔点，否则 该金属会去湿、汇集(pool)、从陶瓷网络中挤出等。这会造成陶瓷和金属之间的接触的损失 以及金属网络中的互连的损失。典型地通过在空气中在高温(1100-1450°C )烧结氧化镍和 YSZ的混合物来制造Ni-YSZ金属陶瓷。该氧化镍随后在升高的温度(500-1000°C)下暴露 在还原性气氛中时转化成金属Ni。SOFC的燃料物流合适地为还原性的以实现这种转变。

发明内容
本发明提供Cu基金属陶瓷及其制备方法。该Cu基金属陶瓷具有紧密接触的铜或 铜合金和稳定氧化锆的互渗网络。该金属陶瓷表现出通过铜或铜合金相的高电子连接性。 提供了制备该金属陶瓷的方法，包括在还原性气氛中在比该铜或铜合金的熔点高的温度下 烧结陶瓷和铜基粉末的混合物。还提供了具有Cu基金属陶瓷，例如作为阳极结构或作为阳 极和金属载体之间的阻挡层的电化学结构。该金属陶瓷组合物和结构的用途包括用在高工 作温度电化学装置，包括固体氧化物燃料电池、氢气发生器、电化学流动反应器等中。本发明的一个方面涉及制备铜基金属陶瓷的方法。该方法包括下列操作提供陶 瓷的和铜基的颗粒组合物的混合物；其中该陶瓷颗粒组合物由稳定氧化锆粒子或粉末构 成，且该铜基颗粒组合物由铜或铜合金粒子或粉末构成；和在还原性气氛中在比该铜基组 合物的熔点高的温度下烧结该混合物以形成互渗性的铜基金属网络和陶瓷网络的金属陶 瓷组合物。该铜基颗粒组合物可包括纯铜或铜合金。可用的合金化金属包括镍、铬、钼、钛、 钒、铪和锆。在使用铜合金时，其可以以粉末状合金或以纯金属粉末、金属氧化物粉末、金 属氢化物粉末和/或一些其它含金属的前体粉末的一定组合的混合物形式提供。在某些 实施方案中，所得合金组合物可包括大约0-90重量％ Ni。此外，其可包括大约0. 1-10重 fi% Cr、Mo、Ti、V、Hf 或 Zr 或其组合。组合物的实例包括 CuNi、Cu94Ni4Cr2, Cu94Ni4Ti2 和 Cu94Ni4Mo2粉末。该稳定氧化锆典型包括大约1-11摩尔％的下列掺杂剂之一氧化钇、氧化钙、氧化钪、氧化铈及其组合。该方法还可包括将颗粒组合物混合成例如糊料，和/或将该混合物干燥、研磨、筛 分等以制造待烧结的陶瓷和铜基颗粒组合物的混合物。除所述颗粒组合物外，该混合物还 可包括成孔剂或其它添加剂。烧结温度等于或高于该铜基组合物的熔点。在某些实施方案中，烧结温度明显高 于该熔点，例如高至少大约100°C、15(TC或200°C。这种温度取决于合金熔点；在某些实施 方案中，该烧结温度为至少大约120(TC或130(TC。高温烧结导致该铜或铜合金熔融；熔融 的铜或铜合金能够润湿氧化锆粒子以形成互渗网络。在某些实施方案中，也可以与电解质和/或金属载体层和/或其它电化学装置结 构层一起或接触地制备该Cu基金属陶瓷。例如，在具体实施方案中，该方法包括共烧结与 该混合物接触的生的(green，或者原样的)或素烧的(bisque-fired)电解质前体。在某些 实施方案中，该方法包括在生的或素烧的金属载体上涂布该混合物，并将该混合物和该金 属载体共烧结。在某些实施方案中也可以共烧结所有三层。该方法的实施方案可用于制造具有精细微结构，例如具有大约0. 1至10微米粒度 或特征尺寸(feature size)的金属陶瓷。可以制造致密或多孔的金属陶瓷。本发明的另一方面涉及Cu基金属陶瓷组合物。该金属陶瓷组合物由互渗性的陶 瓷网络和铜基网络构成，其中该陶瓷网络由稳定氧化锆构成，且该铜基网络包括铜和如下 的至少一种镍、铬、钼、钛、钒、铪和锆中的至少一种。该氧化锆典型地包括大约1-11摩尔％的下列掺杂剂之一氧化钇、氧化钙、氧化 钪、氧化铈及其组合。在某些实施方案中，该氧化锆是氧化钇-稳定氧化锆或YSZ。在某些 实施方案中，该铜基网络含有大约10%-99.9重量％铜、大约0-90重量％镍和大约0. 1-10 重量％的下列之一铬、钼、钛、钒、铪、锆及其组合。实例包括CuNi、Cu94Ni4Cr2、Cu94Ni4Ti2和 Cu94Ni4Mo20在具体实施方案中，该铜基网络是至少大约50重量％铜。在某些实施方案中， 该铜基网络是互连的电子传导网络，且该氧化锆网络是互连的离子传导网络。该Cu基金属陶瓷组合物可具有精细微结构，例如这两种网络之一或两者的平均 特征尺寸为大约0.1-10微米直径。该金属陶瓷组合物可以是多孔或致密的。平均孔大小 也可以为大约0. 1-30微米直径。在某些实施方案中，该金属陶瓷组合物与多孔金属载体和 /或致密电解质层接触，例如作为固体氧化物电化学装置的阳极结构。本发明的另一方面涉及包括多孔阳极、致密电解质和铜基金属陶瓷材料的电化学 装置结构，其中该金属陶瓷材料具有互渗性的铜基金属网络和陶瓷网络。该电化学结构可 以是平面的或管状的。该铜基金属网络可以是铜合金网络，例如含有镍、铬、钼、钛、钒、铪和 锆中的至少一种。在某些实施方案中，该铜基金属陶瓷材料是多孔阳极并与致密电解质接 触。在一个实施方案中，该致密电解质和陶瓷网络是YSZ。在某些实施方案中，该铜基金属陶瓷材料与多孔阳极接触，例如作为该阳极和金 属载体之间的阻挡层。在一个实例中，该多孔阳极是Ni-YSZ金属陶瓷和/或该金属载体是 铁素体不锈钢。该Cu基金属陶瓷可降低该阳极与载体之间的相互扩散。附图简述

图1是描绘根据各种实施方案制造Cu基金属陶瓷的方法的阶段的工艺流程图。图2a_c显示根据各种实施方案具有Cu基金属陶瓷电极的多层结构。
图3是电解质/Cu基金属陶瓷多层结构的示意图，其显示根据某些实施方案的Cu 基金属陶瓷的细节。图4显示具有Cu基金属陶瓷阻挡层的电化学结构的示意图。图5a是根据某实施方案制成的电化学电池的截面图。该电池包括YSZ/Cu合金金 属陶瓷多孔阳极层、YSZ致密电解质层、LCSF阴极和Pt集电层。图5b是显示图5a中所示的YSZ/⑶合金金属陶瓷的微结构的图像。图6显示图5a和5b中所示的YSZ/Cu合金金属陶瓷的YSZ和铜合金相的低和高 放大SEM和EDS图像。图7a是图5a和5b中所示的YSZ/Cu合金金属陶瓷的切片的高放大电子图像。图7b是图5a和5b中所示的YSZ/Cu合金金属陶瓷的切片的高放大图像。图8a是在800°C获取的图5a中所示的电化学电池的AC阻抗数据图。图8b是显示图5a中所示的电化学电池的极化行为的图。图8c是显示图5a中所示的电化学电池在电流中断后的电池电势恢复的图。图9a是具有共烧结的YSZ/Cu合金阳极层的根据本发明的某实施方案的不锈钢载 固体氧化物燃料电池的AC阻抗数据图。图9b是显示具有共烧结的YSZ/Cu合金阳极层的不锈钢载固体氧化物燃料电池的 极化行为的图。图10是根据本发明的某实施方案的致密YSZ/Cu金属陶瓷的图。图Ila和lib是显示金属载体/Cu-YSZ阻挡层/Ni-YSZ阳极烧结结构的不锈钢 金属载体和Ni-YSZ金属陶瓷阳极之间的相互扩散的图图Ila是作为距接触Ni-YSZ或 Cu-YSZ层的载体边缘的距离的函数的不锈钢载体Ni含量的图，图lib是显示烧结后Ni/ YSZ层中金属粒子的EDS痕迹的图。发明详述1U本发明涉及在固体氧化物燃料电池和相关的高温电化学装置中可用的铜基金属 陶瓷组合物和结构。这些装置包括多孔阳极、多孔阴极和致密陶瓷电解质。在多孔阳极中 发生气态反应物的氧化。该阳极必须有效传导离子和电子。如上所述，典型地使用陶瓷离 子导体和金属或电解质的金属陶瓷混合物和混合离子电子导体(MIEC)，其中Ni-YSZ(氧化 钇-稳定氧化锆)阳极最广为开发。但是，Ni-YSZ的缺点包括其高成本、低强度、不耐氧化 还原循环性、和被可用于SOFCs的许多燃料中存在的碳和硫毒化。本发明的Cu基金属陶瓷提供Ni-YSZ金属陶瓷的替代品。Cu是替代Ni的催化剂， 并表现出极有前途的性能，尤其是在燃料物流中的碳和硫存在下。Cu/Cu氧化物转变在比 Ni/Ni氧化物转变高的氧分压下发生，因此也预计改进的氧化还原耐受性。还提供了制备Cu基金属陶瓷的方法。如上所述，典型地通过在空气中在高温 (1100-1450°C )下烧结氧化镍和YSZ的混合物来制造Ni-YSZ金属陶瓷。该氧化镍随后在 升高的温度(500-1000°C)下暴露在还原性气氛中时转化成金属Ni。SOFC的燃料物流合适 地为还原性的以实现这种转变。结果产生具有微细结构(0.5-5微米粒度)的Ni和YSZ的 互渗网络。该方法不能用氧化铜和YSZ实现，因为这些材料在高温下在空气中反应。制造 Cu-电解质金属陶瓷阳极的一种方法是通过Cu渗入预烧结多孔电解质结构的孔隙中。该渗透法必须重复多次以累积充足的Cu载量，从而提供用于电子传输的有效渗透网络。这是昂 贵耗时的方法。本发明的实施方案提供在单步骤中制造高传导性Cu-电解质金属陶瓷的方 法，其与现有技术相比提供显著优点。该方法包括在还原性气氛中在接近或高于Cu熔点的 温度下烧结Cu和电解质(例如YSZ)细粒的混合物。现在详细提到本发明的具体实施方案。在附图中显示具体实施方案的实例。尽管 联系这些具体实施方案描述了本发明，但要理解的是，无意将本发明限制于这样的具体实 施方案。相反，意在涵盖可包含在所附权利要求书的范围内的替代方案、修改和等效物。在 下列描述中，阐述许多具体细节以便彻底理解本发明。可以在没有一些或所有这些具体细 节的情况下实施本发明。在另一些情况下，没有详细描述公知的工艺操作以便不会不必要 地混淆本发明。本发明在固体氧化物燃料电池背景下开发，且在本申请中主要在此背景下描述。 但是，应该理解的是，本发明不限于此背景，而是可用于各种其它背景，包括其它电化学装 置。本发明可适用于需要混合离子电子导体的其它高温用途。制备Cu基金属陶瓷本发明的一个方面涉及制备Cu基金属陶瓷的新方法。该方法包括在还原性气氛 中在接近或高于Cu熔点的温度下烧结Cu和陶瓷(例如YSZ)细粒的混合物。熔融金属通常 不润湿陶瓷表面，因此金属陶瓷制备温度典型地低于该金属的熔点，否则该金属会退润湿、 汇集、从陶瓷网络中挤出等。这造成陶瓷和金属之间的接触的损失以及金属网络中的互连 的损失。不同于大多数熔融金属，铜和铜合金在陶瓷表面，如YSZ上具有良好润湿。在熔点 以上烧结该颗粒混合物能使铜相在保持互连的同时占据互连陶瓷晶格中的空隙空间。图1是描绘根据本发明的各种实施方案制造Cu基金属陶瓷的方法的阶段的工艺 流程图。首先，提供粉状陶瓷和粉状铜组合物。方框101。为了论述，图1和许多下列论述 涉及氧化钇-稳定氧化锆或YSZ，但应该理解的是，在下述方法、组合物和结构中可以使用 氧离子传导性的稳定氧化锆陶瓷家族中的其它陶瓷，且提到YSZ时也包括这些。通常，这些 包括氧离子传导性的氧化锆陶瓷，其具有大约1-11摩尔％的下列掺杂剂之一氧化钇、氧 化钙、氧化钪、氧化铈及其混合物。该稳定氧化锆粉末可具有四方或立方相结构或四方和立 方的混合物。该粉状铜组合物可以以各种形式提供。如下进一步论述，某些铜合金表现出比纯 铜好的在YSZ上的润湿，因此在许多实施方案中，铜组合物是合金。但是，本发明的某些实 施方案使用纯铜而非合金。在使用铜合金时，该粉状组合物可以以粉末合金或以金属粉末 的混合物形式提供。在某些实施方案中，该粉状组合物可包括金属粒子和氧化物或氢化物 的混合物，或为会在烧制步骤中部分或完全还原的氧化物。该粉末Cu组合物的实例包括 粉状Cu ；粉状Cu和合金化金属(和/或这些金属的氢化物和/或氧化物)；或粉状Cu合 金(和/或该合金的氧化物和/或氢化物)。合金化金属包括镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛 (Ti)、钒(V)、铪(Hf)和锆(Zr)。在某些实施方案中，该组合物包括和/或基本由如下构成 Cu以及0-90 重量 ％ Ni 和0. 1-10 重量％ Cr、Mo、Ti、V、Hf、Zr 或这些的混合物。如所示，铜典型地以金属铜粉形式提供或在粉末合金中提供，而Ni、Cr、Mo、Ti、V、
8Hf、Zr的任一种可以以金属、氧化物、氢化物或其它前体形式提供。例如，在一个实施方案 中，Cu94Ni4Cr2化合物基本由Cu、Ni和以Cr2O3形式提供的Cr构成。重量百分比是指最终 合金组合物的重量百分比，例如0. 94g Cu、0.04g Ni和0. 029g Cr2O3或94重量％ Cu、4重 量％ Ni和2重量％ Cr。其它组合物的实例包括Cu96Ni4Xu94Ni4Ti2和Cu94Ni4Mo2，其中以金 属(例如Mo或Ti金属)或氧化物(例如Cr2O3或TiO2)或其它前体形式添加到该Cu或Cu
入全由
I=I ^Π^ O根据各种实施方案，YSZ和Cu基组合物粉末的粒度可以为0. 1至10微米。将该粉状YSZ和粉状Cu组合物混合形成生压坯。方框103。可以通过任何合适的 方法实现混合；例如，在某些实施方案中，使用在异丙醇溶液中的HPC(羟丙基纤维素)将这 些粉末混合在一起以制造将粉末混合在一起的稠糊。该压坯天然含有在YSZ和金属粒子之 间的孔隙，也可掺入附加成孔剂。该混合物可以按需要碾压或研磨以制造细粒。金属和陶瓷粒子的混合物随后在还原性气氛中在等于或高于铜相熔点的温度下 烧结。方框105。烧结温度为该熔点(以使铜相熔融)至该熔点以上几百度。在许多实施 方案中，烧结温度明显高于该铜或铜合金的熔点，例如高至少大约100°C。该烧结法典型地 在大气压附近进行。在还原性气氛中烧结该压坯时，发生各种现象。在低于Cu合金(或纯Cu)相的熔 点，YSZ粒子开始烧结，形成连续互连YSZ晶格网络。Cu合金相粒子也烧结。在此阶段，预 计在YSZ和Cu合金相之间极少烧结。在高于Cu合金的熔点，在Cu合金变熔融的同时继续 YSZ烧结。此时，该金属陶瓷的结构完整性和形状主要受YSZ相支配。熔融Cu合金可预计 占据多孔YSZ晶格内的空隙空间。随着烧结温度提高，YSZ表面被还原。这促进熔融Cu合 金在YSZ表面上的润湿。由此防止该熔融金属的汇集或完全挤出(如果该合金不润湿YSZ， 则预计会发生这些情况)。相反，该熔融合金保持微细结构并保持为互渗YSZ晶格的互连晶 格。随后冷却该烧结组合物以固化该铜合金网络和获得Cu基金属陶瓷。方框107。在许多 实施方案中，YSZ网络看起来像烧结在一起的粒子，而Cu网络典型地不像原始颗粒形式，而 是具有连接区、分支、树枝状形式等。这种方法可用于制造多孔或致密金属陶瓷，通过例如 在Cu相中添加合金化元素、添加成孔剂、烧结过程中的热等静压制或调节YSZ-Cu比率来控 制密度。上述方法只需要单步骤来烧结和还原金属陶瓷。这与在空气中在第一温度下烧结 氧化镍和YSZ并随后通过暴露在另一温度下来将该氧化镍转化成金属M的现有技术相比 提供显著优点。在上述方法中获得具有互连金属相的Cu基金属陶瓷组合物是在YSZ或其它稳定 氧化锆上的铜或铜合金润湿的结果。YSZ上的Cu润湿取决于许多因素；例如，随着烧结温 度提高至高于Cu熔点，润湿改进。本发明人已经观察到在1200°C烧制后纯Cu在YSZ上的 中等润湿，和在1300°C烧制后在相同组合物中的优异润湿。尽管不受制于特定理论，但据 信，这与YSZ在升高的温度下的表面化学改性(即还原)相关联。当在更还原的气氛中烧 制时，类似地预期YSZ上的Cu润湿情况。通过添加合金化元素(以合金或物理混合物形 式)，也改进Cu润湿。例如，已经报道了在添加rLr或Ni和Cr时熔融Cu在YSZ上的改进 的润湿。参见 Nakashima 等人，“Effect Of Additional ElementsNi and Cr On Wetting Characteristics Of Liquid Cu On ZirconiaCeramics,"Acta mater. 48(2000)4677-4681禾口 Iwamoto 等人’ JoiningOf Zirconia To Metals Using Zr-Cu Alloy Engineering FractureMechanics第40卷，No. 415，第931-940页，1991，两者均经此引用并入本文。上述制造Cu-YSZ金属陶瓷的方法的另一优点在于，其与在金属载体上烧结相兼 容。可以在较厚的多孔金属(例如FeCr)载体上烧结Cu-YSZ的薄活性层以获得机械坚固 结构。典型的金属载体必须在还原性气氛中烧制以避免过度氧化。如上提到，典型地通过 在空气中在高温(1100-1400°C )下烧制NiO和YSZ和随后在低得多的温度(500-1000°C ) 下还原成Ni来制备Ni-YSZ金属陶瓷。尽管可以直接在还原性气氛中在高温下制备互渗 Ni-YSZ结构，但在还原性气氛中在充分YSZ烧结所需的高温(1100-1450°C )下，Ni粒子明 显变粗并且差润湿YSZ。这造成低的用于催化活性的表面积和差的电连接。金属载体和Ni 之间的相互扩散可进一步降低M催化性能和影响该金属载体在SOFC工作过程中的氧化。 相反，熔融Cu在还原性气氛中在高温下良好润湿YSZ，从而允许形成良好连接到YSZ网络和 金属载体上的连续的高表面积Cu网络。Cu基金属陶瓷组合物本发明的另一方面涉及Cu基金属陶瓷。这些Cu基金属陶瓷是掺杂剂_稳定氧化 锆陶瓷和铜或铜合金的互渗网络。互渗网络是指相互渗透的陶瓷和金属网络。这包括其中 陶瓷材料可被认为渗透金属网络的金属陶瓷和/或反之亦然。根据用途，该金属陶瓷中陶 瓷和金属的相对量可变。这些网络紧密接触，在整个陶瓷相中具有高离子连接性和在整个 铜基相中具有高电子连接性。如上所述，该掺杂剂_稳定氧化锆通常是氧离子传导性的稳定氧化锆陶瓷，其 具有大约1-11摩尔％下列掺杂剂之一氧化钇、氧化钙、氧化钪、氧化铈及其混合物。该 YSZ(或其它陶瓷)可部分还原。该铜或铜合金网络含有铜，和在某些实施方案中，以下中的至少一种镍(Ni)、铬 (Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钒(V)、铪(Hf)和锆(Zr)0在制造过程中，该合金通常是还原的金 属；在工作过程中，该合金可能部分氧化。在某些实施方案中，该铜基网络包括和/或基本 由如下构成Cu以及0-90 重量 ％ Ni 和0. 1-10 重量％ Cr、Mo、Ti、V、Hf、Zr 或这些的混合物。这包括其中一些元素是氧化物(例如在烧结过程中部分还原的Cr2O3)或其它前体 形式的组合物。在某些实施方案中，该铜合金网络的至少大约50重量％是铜。根据用途，该金属陶瓷的铜基相可用于催化和/或电连接。该铜结构是高表面积 的(例如由于熔融铜或铜合金在陶瓷粒子上的良好润湿)并可以支持在Cu、离子导体和气 态反应物之间的三相边界附近的化学以及电化学反应。该铜基网络也是连续和电子传导性 的。在某些实施方案中，该金属陶瓷具有精细微结构，例如该YSZ和/或Cu基晶格具 有大约0. 1-10微米的粒径。孔径大小为大约0. 5-30微米。该金属陶瓷可以是多孔或致密的。致密是指具有足够低的互连孔隙率以致不可透 的金属陶瓷。多孔金属陶瓷可用于如下进一步论述的用途，包括电化学装置中的多孔阳极 或阻挡层。致密Cu基金属陶瓷可用于包括电化学装置的密封部分或在金属陶瓷、陶瓷和金 属之间提供结合的用途。一般而言，该金属陶瓷的密度可以为大约30至100%密度。
该Cu基金属陶瓷可通过上文参照图1描述的方法制备。Cu基金属陶瓷电化学结构本文所述的Cu基金属陶瓷可用于各种结构，包括电化学装置结构，例如作为阳极 结构。SOFC和其它高温装置具有多孔阳极、多孔阴极和致密陶瓷电解质。在多孔阳极中发 生气态反应物的氧化。本发明的实施方案包括具有Cu基金属陶瓷阳极结构的电化学结构。图2a_c显示根据各种实施方案具有Cu基金属陶瓷电极的多层结构。(在下文的 举例说明和论述中，Cu-YSZ用于表示如上所述的Cu-金属陶瓷，即具有铜或铜合金金属和 稳定氧化锆陶瓷互渗网络)。图2a显示在多孔Cu-YSZ阳极层203上的致密化YSZ电解质 层201上的阴极层204。这种结构形成电化学电池。该Cu-YSZ层203也可充当该电池的 机械支承体。对于固体氧化物燃料电池，在阳极处提供氢基燃料，在阴极处提供空气。在电 极/电解质界面处形成的氧离子(02_)穿过电解质迁移并在燃料电极/电解质界面处与氢 或其它燃料反应，由此释放电能，其被互连/集电器(未显示)收集。通过在两个电极之间 施加电势，该相同结构可以作为电化学反应器工作。在阴极处由气体形成的离子(例如来 自空气的氧离子)穿过电解质(根据其对所需纯气体的离子的传导率进行选择)迁移以 在阳极处与反应物物流反应，例如产生合成气体。如果该电解质是质子传导性薄膜而不是 氧离子导体，该装置可用于从含有与其它杂质混合的氢的进料气(例如来自甲烷蒸汽重整 (CH4+H20-3H2+C0))中分离氢。在一个电极/薄膜界面处由H2/C0混合物形成的质子(氢 离子)可由在电极之间施加的电势驱动下穿过电解质迁移，从而在另一电极处产生高纯氢 气。因此，该装置可作为气体发生器/提纯器工作。图2b显示在较厚多孔金属载体211上的薄活性多孔Cu-YSZ阳极层209上的致密 化电解质层207上的多孔阴极层205。在例如该载体211由廉价高强度金属材料，如FeCr 构成的情况下，可以使用这种实施方案。可以在较厚载体上烧结该Cu-YSZ的薄活性层以获 得机械坚固结构。如上所述，上文参照图1描述的制备Cu基金属陶瓷的方法与在金属载体 上烧结相兼容，因为它们可以直接在还原性气氛中在高温下形成。在图2b中还显示了金属 集电器212，其典型是多孔和电子传导性的。该层充当阴极205的集电器。其可以比金属 载体211薄，因为不要求其为该电池提供结构支承。该层212可以是多孔体、穿孔片、线、网 等。如果阴极205足够电子传导性，可能不需要金属集电器212。在某些实施方案中，该多孔金属载体可能在电化学电池的阴极侧上。这描绘在图 3c中，其显示接触致密YSZ电解质层215的Cu-YSZ阳极层213，该电解质层215接触多孔 金属载体219上的阴极层217。金属集电器也可用于图2c的实施方案。图2b和2c中所示 的多孔载体可以结合到互连上。图3是电解质/Cu基金属陶瓷多层结构的示意图，其显示根据某些实施方案的Cu 基金属陶瓷的细节。致密电解质301与Cu基金属陶瓷阳极结构303接触。该电解质是致 密的离子传导性材料，例如YSZ或其它氧离子传导性的稳定氧化锆。阳极结构303包括Cu 或Cu合金的连续网络315和YSZ或其它陶瓷粒子的连续网络317。该金属相形成三维互 连网络，即该金属网络是互相接触的，各所示片段是该互相接触的金属网络的一部分。类似 地，该陶瓷网络粒子形成三维互连陶瓷相。在该示意图中还显示了任选催化剂粒子319 ；这 些粒子，例如Ru粒子可分散在该阳极中。Cu已知是具有优异的碳和硫耐受性的SOFC阳极， 因此在一些实施方案中，可能必须添加Ru或其它催化剂，尽管Cu或Cu合金本身提供充足
11的催化。还应指出，由于Cu也提供通过阳极结构的电连接网络，附加催化剂材料可分散在 阳极中而不要求该附加催化剂形成渗透电子网络。本发明的另一方面涉及其中Cu-YSZ金属陶瓷充当阻挡层并位于金属载体和阳极 层之间的结构。图4显示具有Cu-YSZ阻挡层403的电化学结构的示意图。Cu基金属陶瓷 层403在金属载体405和Ni-YSZ阳极401之间。该金属陶瓷提供阳极和金属载体之间的 结合和电连接，也减轻这些层之间的相互扩散。例如，在位于铁素体不锈钢载体和Ni/YSZ 阳极层之间时，该Cu-YSZ金属陶瓷可降低来自阳极的Ni和来自载体的FeCr的相互扩散程 度。下面在实施例2中进一步论述这一点。
实施例下列实施例旨在例示本发明的各个方面，且不以任何方式限制本发明。实施例1 诵i寸添力D金属或氧,仆4勿# Cu合金结合至I丨氧,仆麻,稳定氧U告(YSZ)卜.将少量氧化物和/或金属添加到Cu或Cu合金中。这据显示改进对YSZ的润湿和 与YSZ的结合。所用材料1-1.5μπι Cu粉、3 μ m Ni粉、 Iym TiO2,3-7 μ m Mo金属。组合物"_ 96Cu-4Ni" “ 94Cu-4Ni_2Cr “ “ 94Cu_4Ni_2Ti “ “ 94Cu-4-Ni_2Mo “0.96g Cu 0.94g Cu0.94g Cu0.94g Cu0.04g Ni 0.04g Ni0.04g Ni0.04g Ni0. 02g Cr2O3 0. 02g TiO20. 02g Mo (金属)向各混合物中加入等重量的在IPA溶液中的2重量％ HPC (羟丙基纤维素)以制 造将粉末混合在一起的稠糊。将一滴各糊料置于抛光的YSZ板( 3厘米直径)上。然后 将样品在管式炉中用 60SCCm的流动4% H2Afe以下列加热规程烧制8 小时至 300 °C3小时20分钟至1300 "C (5 °C /分钟)保持1小时3小时20分钟至25 °C在烧制后，所有四个样品都结合到YSZ盘上，润湿改进为“96Cu-4Ni “ <"94Cu-4Ni~2Cr// <" 94Cu_4Ni_2Ti “ <" 94Cu-4-Ni_2Mo “。这表明以金属或金属氧 化物形式添加到Cu合金中改进了在YSZ上的润湿。实施例2 合金组成对润湿和铁素体钢上的Cr扩散的影响检查提高Ni含量对润湿和对Cr透过Cu合金扩散的影响。在与含FeCr的合金接 触的Cu合金或金属陶瓷的烧结过程中，Cr和/或Fe可以从该金属载体中扩散出来和进入 Cu合金。这在燃料电池工作过程中会造成含Cr的金属细粒氧化和随后造成金属陶瓷的裂 化。Cr已知在Cu中具有极低溶解度，但M量如何影响Cr在高温下的扩散和溶解度是未知 的。在430SS板上烧制下列组合物并随后将它们置于对Ni和Cu呈还原性但对Cr呈氧化 性的气氛(H2+3% H20，800°C，24小时)中后，我们发现，含有彡50重量％ Cu的Cu合金避 免Cr扩散和随后氧化。根据我们的实验，我们已经发现，下列组合物适合在还原性气氛中 在> 1000°C的温度下与YSZ —起烧制Cu 和
0-90 重量 ％ Ni0. 1-10重量％ Cr,Mo, Ti, V, Hf, Zr或这些的混合物，呈金属或氧化物或氢化物或
其它前体形式。该组合物可以是合金、或金属粉末的混合物、或金属粒子和氧化物或氢化物的混 合物等形式，或简单地为会在烧制步骤中部分或完全还原成金属的氧化物形式。我们已经发现，此类合金组合物可以与YSZ —起烧制以及与FeCr合金共烧制。结 合到YSZ上的合金即使在燃料电池阳极气氛(H2+3% H20,800°C, 24小时)中高温退火后仍 良好结合到YSZ上。如果该合金与另一金属，如铁素体钢接触烧制，则Cu含量优选> 50重 量％以避免过多Cr扩散到Cu合金中。用这些合金制成的金属陶瓷结构即使在高于Cu熔点烧制时也可保持精细微结构 (< 0. 5-10微米直径特征尺寸)。这种改进的润湿和结合促成极强的结构。如上所述，在本 发明的许多金属陶瓷中，陶瓷网络保持其原始颗粒结构，即其看起来像烧结在一起的粒子， 而Cu网络具有连接的区、分支、树枝状形式等。该陶瓷网络的粒子和Cu网络的这些特征在 其最小横截面上小于 10微米。实施例3 :YSZ/Cu合金支承的SOFC为了评估该YSZ/Cu合金金属陶瓷结构作为阳极催化骨架的实用性，在YSZ/Cu合 金金属陶瓷上共烧结薄膜_电解质电池。用YSZ电解质薄层涂布YSZ/Cu-Ni-Cr合金盘并 在还原性气氛中在1300°C下共烧结。少量添加Ni和Cr改进Cu在YSZ上的润湿。在烧结 后，该YSZ/Cu合金金属陶瓷在室温下是电子传导性的。这种结构被少量RuCl3渗透，所述 RuCl3在燃料气氛中转化成Ru。添加具有Pt集电器的喷涂的LSCF阴极以进行电化学测试。制造将5 克 8Y YSZ (Tosoh Corp)、4· 75 克 Cu、0. 2 克 Ni、0. 073 克 Cr2O3 (所有粉末粒度 为1.5微米或更小)、0. 12克PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)成孔剂(0. 5_11微米粒度)和0. 2 克HPC(羟丙基纤维素)的混合物在IPA(异丙醇)中球磨24小时。然后将该混合物干燥， 研磨和筛分至<150微米。将所得粉末在IOkpsi单轴压制成1"直径盘。盘在还原性气氛 (4% H2,余量为Ar)中在1000°C素烧2小时。随后由IPA和DBT (邻苯二甲酸二丁酯)分 散剂的溶液在该盘的一面上气雾喷涂8Y YSZ薄层。所得双层在还原性气氛中在1300°C共 烧结4小时。在烧结后，该YSZ/Cu合金载体层在室温是电子传导性的，且该薄YSZ电解质 膜是致密的，无裂纹或针孔。通过气雾喷涂将LSCF阴极沉积到该电解质表面上。在该LSCF 阴极和YSZ/Cu合金载体上施加由Pt糊和Pt网构成的电引线。将这整个电池安装在试验 台上并加热至800°C以便在阴极侧上存在环境空气且潮湿氢气流向阳极侧的情况下进行燃 料电池测试。图5a是在测试后该电池的截面图YSZ/Cu_合金多孔阳极层507、YSZ致密电解质 层505、LCSF阴极503和Pt层501。实现载体和电解质之间的充分结合。图5b是显示YSZ/ ⑶-合金金属陶瓷的结构的图。在烧制和测试后保持YSZ(509)和Cu(510)相的微细结构。 YSZ粒子之间的颈不像在只有YSZ的结构中典型观察到的那样明显。图6显示SEM和EDS 图像。SEM图像601和603分别显示在低和高放大率下的金属陶瓷。EDS图605和607分 别显示在低和高放大率下的铜相，EDS图609和611分别显示在低和高放大率下的氧化锆 相。图6中的SEM和EDS图证实，Cu合金和YSZ均勻遍布该金属陶瓷载体结构。高放大图603,607和611显示一些Cu区汇集成更大特征，最多10微米大小。该Cu可能挤入由成孔 剂引起的孔隙中，其具有10微米平均粒度。图7a显示YSZ/Cu合金金属陶瓷的切片的高放大电子图像。用聚焦离子束(FIB) 切割该切片，提供极干净和详细的表面。最暗区域是环氧树脂，较浅区域是YSZ和Cu合金。 小粒度是显而易见的。图7b显示FIB-切割面；用离子束而非电子束制造图像。这提供YSZ 和Cu合金之间的好得多的对比。暗区是YSZ，电解质膜在该图像左侧可见。浅灰色区域是 环氧树脂，白色区域是Cu合金。该Cu合金清楚保持极细特征尺寸。测试带有喷涂的LSCF阴极的该YSZ/Cu合金金属陶瓷支承的电池的电化学功能。 下面概括测试结果。图8a显示在800°C获取的全电池的AC阻抗数据。欧姆阻抗相当好， 表明合金相中的高电子传导率和YSZ-相充分烧结以提供良好的离子传导性。总电池阻抗 可能含有来自LSCF阴极的显著份额。图8b显示该电池的极化行为。开路电势(OCP)高于 1. 0V，表明良好密封和无泄漏的电解质层。最大功率密度为大约275mW/cm2。图8c中所示的 在电流中断后的快速电池电势恢复表明，欧姆过电势和活化过电势比浓差极化大得多。在 该YSZ/Cu合金和LSCF结构中，物质传递充足。实施例4 带有共饶结的YSZ/Cu合金阳极层的不锈钢载SOFC
用金属载体和YSZ/Cu合金阳极层制备如图2b中所绘的5层式电池。该电池包括下列层
1.多孔不锈钢载体
2.多孔YSZ/Cu合金阳极层
3.致密YSZ电解质
4.多孔YSZ/LSM阴极层
5.多孔不锈钢集电器
根据 2007 年 7 月 26 日提交且名为 “Interlocking Structure For
HighTemperature Electrochemical Device And Method For Making TheSame，，的美国临 时专利申请No. 60/962，054 (其全文出于各种目的经此引用并入本文)中所述的方法制造 电池。制造通过在管-心轴模具中在20kpsi等静压金属粉末，制备不锈钢载体。通过混合9 克铁素体不锈钢粉末、1克Cu(l. 5μπι)、0. 5克PEG6000(聚乙二醇)、1. 5克ΡΜΜΑ(53-76μπι) 和2克丙烯酸类树脂溶液(acrylic solution) (15重量％在水中)，制备该金属粉末。该混 合物在混合的同时干燥，研磨和筛分至< 150μπι。在压制后，该管在空气中在525°C脱粘1 小时，并在还原性气氛中在1000°C素烧2小时。通过由30克IPA、5克8y YSZ,4. 75克Cu、0. 2 克 Ni、0. 073 克 Cr2O3U 克 PEG 300、1. 2 克丙烯酸类树脂珠粒(acrylic bead) (0. 5-11 μ m) 的溶液浸涂，在该素烧管上涂施YSZ/Cu合金金属陶瓷层。该载体和浸渍层随后在还原性 气氛中在1050°C素烧2小时。然后由IPA、8Y YSZ和DBT的溶液通过气雾喷涂沉积电解质 层。然后将所得3层结构在还原性气氛中在130(TC共烧结4小时。在共烧结后，通过刷 上YSZ淤浆(2. 7克丙烯酸类树脂水分散体(aqueous acrylic dispersion) (15重量％固 体)、0. 534克0. 3-1微米YSZ粉末、0. 0165克0. 5-3. 5微米丙烯酸类树脂成孔剂(acrylic porformer)珠粒、0. 0495克7-11微米丙烯酸类树脂成孔剂(acrylic porformer)珠粒)，
14施加阴极夹层。随后如2006年7月28日提交且名为“Joined Concentric Tubes”的申请 No. PCT/US2006/029580 (其全文出于各种目的经此引用并入本文)中所述，在该管周围布 置铁素体不锈钢集电器。所得5层式结构随后在还原性气氛中在1275°C烧制4小时。使 用Ticusil (Morgan AdvancedCeramics)将该烧结电池铜焊密封到电池外壳和气体歧管上。 在密封后，用在IPA中的RuCl3渗透该管内部(阳极)和用LSM渗透外部(阴极)，随后将 该电池安装在试验台上并用环境空气和流动的潮湿氢气在700-800°C操作。该金属载体含有10重量％ Cu以使烧结过程中Cu从该薄夹层中的蒸发最小化。在 测试之前，该阳极层用RuCl3稀溶液渗透，其在燃料环境中转化成Ru。下面总结测试结果图9a显示欧姆阻抗。热活化图9a中所示的欧姆阻抗，表明离子传导率占主导(即 电子传导率极高)。这可能归因于如图5b中所示在Cu存在下降低的YSZ颈形成。图9b显 示该电池的极化。如所示，该极化是线性的，实现91mW/cm2的最大功率密度。实施例5 致密Cu-YSZ金属陶瓷制备接近致密的YSZ/Cu金属陶瓷。通过在IPA中球磨49重量％8Y YSZ、49重 量％ Cu和2重量％朋(，然后干燥、筛分至< 150 μ m和单轴压制至lOkpsi，制造金属陶瓷。 所得丸粒压坯在4% H2/余量Ar还原性气氛中在1300°C烧结4小时。图10显示该致密金 属陶瓷的SEM图像。该图像中的亮区是Cu相，灰色区是YSZ且小的黑色区是孔隙。尽管该 结构不是完全致密的，但孔隙相当小(<2μπι)且没有充分连接。预计可通过在Cu相中使 用合金化元素、在烧结过程中热等静压制或调节YSZ-Cu比率来实现接近-100%密度。在烧 结过程中，一些Cu从丸粒孔隙中挤出，形成附着在丸粒外部的小Cu汇集体和球。根据上述 规程在向Cu中加入4重量％ Ni和1重量％ Cr的情况下制备另外的丸粒。与纯Cu的情况 相比，降低挤出程度。这可能是因为Ni和Cr的添加改进Cu合金对YSZ的润湿。实施例6 =Cu-YSZ金属陶瓷作为阻挡层的用途制备具有金属载体、Cu-YSZ阻挡层和Ni-YSZ阳极层的模型结构(如图4中所示)。 用Cu合金/YSZ金属陶瓷漆
刷 涂素烧的多孔铁素体不锈钢管状载体。在该层上涂布m/YSZ漆[2. 7克丙烯酸类树脂溶液 (15重量％在水中)、0. 218克8Y YSZ、0. 322克Ni]。通过在没有Cu-YSZ阻挡层的情况下在 铁素体不锈钢载体上直接涂布这种WYSZ漆，制备另一结构。所得分层结构在4% H2/Ar 余量中在1300°C共烧结4小时。在烧结后，将该结构安装在环氧树脂中，横切并抛光。使用 扫描电子显微镜通过能量色散χ-射线(EDS)分析测定各层的元素组成。图Ila显示作为 距接触Ni-YSZ或Cu-YSZ层的载体边缘的距离的函数的不锈钢载体的Ni含量。在Ni/YSZ 和不锈钢之间直接接触的情况下，观察到Ni显著扩散到不锈钢中。在Cu-YSZ层将不锈钢和 Ni/YSZ隔开的情况下，极少Ni扩散到不锈钢中。图lib显示烧结后Ni/YSZ层中金属粒子 的EDS痕迹。在Ni/YSZ和不锈钢之间直接接触的情况下，观察到Fe和Cr显著扩散到Ni/ YSZ层中。在Cu-YSZ层将不锈钢和Ni/YSZ隔开的情况下，观察到低得多的Fe和Cr浓度。结论尽管为了清楚理解，已详细描述了前述发明，但明显可以在所附权利要求书的范 围内作出某些变动和修改。特别地，尽管主要参照固体氧化物燃料电池和其它电化学装置， 如合成气发生器、电解槽或电化学流动反应器等描述本发明，但本发明的Cu基金属陶瓷的其它用途及其制备方法是本领域技术人员显而易见的。例如，该金属陶瓷可用于使金属结 合到YSZ上。应该指出，本发明的结构和方法都有许多备选实施方式。因此，本文的实施方 案应被视为示例性而非限制性的，本发明不限于本文给出的细节。
权利要求
制备铜基金属陶瓷的方法，包括提供陶瓷和铜基颗粒组合物的混合物；其中该陶瓷颗粒组合物包含稳定氧化锆，且该铜基颗粒组合物包含铜；和在还原性气氛中在比该铜基组合物的熔点高的温度烧结该混合物，以由此形成包含互渗铜基金属网络和陶瓷网络的金属陶瓷组合物。
2.权利要求1的方法，其中该铜基颗粒组合物是包含镍、铬、钼、钛、钒、铪和锆中的至 少一种的铜合金组合物。
3.权利要求2的方法，其中该铜合金组合物包含粉末状合金。
4.权利要求2的方法，其中该铜合金组合物包含纯金属粉末和/或其氧化物或氢化物 的混合物。
5.权利要求1的方法，其中该铜基金属网络包含大约0-90重量％的含Ni化合物；和 大约0. 1-10重量％的含Cr、Mo、Ti、V、Hf或&的化合物或其组合。
6.权利要求1的方法，其中该稳定氧化锆包含大约1-11摩尔％下列掺杂剂之一氧化 钇、氧化钙、氧化钪、氧化铈及其组合。
7.权利要求1-6任一项的方法，其中该烧结温度比该铜基组合物的熔点高至少大约 100°C。
8.权利要求1-6任一项的方法，其中该烧结温度为至少大约1200°C。
9.权利要求1-6任一项的方法，其中该烧结温度为至少大约1300°C。
10.权利要求1-6任一项的方法，其中熔融的铜或铜合金润湿氧化锆粒子以形成互渗 网络。
11.权利要求1的方法，进一步包括提供与该混合物接触的生的或素烧的电解质前体 以及共烧结该电解质前体和该混合物。
12.权利要求1或11的方法，进一步包括在生的或素烧的金属载体上涂布该混合物以 及共烧结该金属载体与该混合物。
13.权利要求1的方法，进一步包括共烧结该混合物与和该混合物接触的生的或素烧 的电解质前体和金属载体层。
14.权利要求1的方法，其中该混合物进一步包含成孔剂。
15.权利要求1-6任一项的方法，其中该金属陶瓷组合物的互渗网络每一的平均特征 尺寸为大约0.1至10微米。
16.权利要求1-6任一项的方法，进一步包括在烧结之前磨制或研磨该混合物。
17.权利要求1的方法，其中该铜组合物包含铜和镍。
18.权利要求1-6任一项的方法，其中该金属陶瓷组合物是多孔的。
19.权利要求1-6任一项的方法，其中该金属陶瓷组合物是致密的。
20.包含互渗陶瓷网络和铜基网络的金属陶瓷组合物，所述陶瓷网络包含稳定氧化锆， 且所述铜基网络包含铜以及如下中的至少一种镍、铬、钼、钛、钒、铪和锆。
21.权利要求20任一的金属陶瓷组合物，其中该铜基网络包含大约10%-99. 9重量％ 铜、大约0-90重量％镍和大约0. 1-10重量％的下列之一铬、钼、钛、钒、铪、锆及其组合。
22.权利要求20的金属陶瓷组合物，其中该铜基网络包含至少大约50重量％铜。
23.权利要求20的金属陶瓷组合物，其中该铜基网络是互连的电子传导性网络。
24.权利要求20的金属陶瓷组合物，其中该氧化锆包含大约1-11摩尔％的下列掺杂剂 之一氧化钇、氧化钙、氧化钪、氧化铈及其组合。
25.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该铜基网络的平均特征尺寸为大 约0. 1-10微米直径。
26.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该陶瓷网络的平均粒度为大约 0. 1-10微米直径。
27.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中所述网络每一的平均特征尺寸为 大约0. 1-10微米直径。
28.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该金属陶瓷是多孔的。
29.权利要求28的金属陶瓷组合物，其中平均孔径大小为大约0.1-30微米直径。
30.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该金属陶瓷是致密的。
31.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该铜基网络是铜合金网络。
32.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该陶瓷网络包含YSZ。
33.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该金属陶瓷组合物与致密陶瓷材 料接触。
34.权利要求20或33的金属陶瓷组合物，其中该金属陶瓷组合物与多孔金属载体接触。
35.权利要求20-24任一项的金属陶瓷组合物，其中该金属陶瓷组合物是固体氧化物 电化学装置用阳极结构。
36.包含多孔阳极、致密电解质和铜基金属陶瓷材料的电化学装置结构，所述金属陶瓷 材料包含互渗铜基金属网络和陶瓷网络。
37.权利要求36的结构，其中该铜基网络是铜合金网络。
38.权利要求37的结构，其中该铜合金网络包含铜以及如下中的至少一种镍、铬、钼、 钛、钒、铪和锆。
39.权利要求37的结构，其中该铜合金网络包含0-90重量％的含Ni化合物；和大约 0. 1-10重量％的含Cr、Mo、Ti、V、Hf或&的化合物或其组合。
40.权利要求36-39任一项的结构，其中该铜基金属陶瓷材料与该致密电解质接触。
41.权利要求36-39任一项的结构，其中该多孔阳极包含该铜基金属陶瓷材料。
42.权利要求40的结构，其中该致密电解质包含YSZ且该铜基金属陶瓷材料包含铜和YSZ。
43.权利要求42的结构，其中该铜基金属陶瓷材料进一步包含镍、铬、钼、钛、钒、铪和 锆中的至少一种。
44.权利要求36-39任一项的结构，其中铜基金属陶瓷材料与该多孔阳极接触。
45.权利要求44的结构，其中该多孔阳极包含Ni-YSZ金属陶瓷。
46.权利要求44的结构，进一步包括与该金属陶瓷材料接触的多孔金属载体。
47.权利要求46的结构，其中该金属陶瓷材料位于该多孔阳极和该多孔金属载体之间。
48.权利要求46的结构，其中该多孔金属载体是铁素体不锈钢。
49.权利要求47的结构，其中该铜基金属陶瓷材料经构造以降低该多孔阳极与该多孔金属载体之间的相互扩散。
50.权利要求36-39任一项的结构，其中该结构是平面的。
51.权利要求36-39任一项的结构，其中该结构是管状的。
52.权利要求36-39任一项的结构，进一步包括多孔阴极。
53.权利要求36-39任一项的结构，其中该铜基金属陶瓷机械支承该电解质和多孔阴极。
54.权利要求36-39任一项的结构，其中该结构是固体氧化物燃料电池结构。
55.包含多孔阳极、致密电解质和铜基金属陶瓷材料的固体氧化物燃料电池结构，所述 金属陶瓷材料包含互渗铜合金网络和陶瓷网络。
全文摘要
提供铜基金属陶瓷及其制备方法。该Cu基金属陶瓷具有紧密接触的铜合金和稳定氧化锆的互渗网络，并表现出通过铜合金相的高电子连接性。在某些实施方案中，提供了制备该金属陶瓷的方法，包括在还原性气氛中在比该铜或铜合金的熔点高的温度烧结陶瓷和铜基粉末的混合物。还提供了具有Cu基金属陶瓷的电化学结构，例如作为阳极结构或作为阳极和金属载体之间的阻挡层。该金属陶瓷组合物和结构的用途包括用在高工作温度电化学装置，包括固体氧化物燃料电池、氢气发生器、电化学流动反应器等中。
文档编号H01M8/12GK101983250SQ200880128414
公开日2011年3月2日 申请日期2008年2月13日 优先权日2008年2月4日
发明者C·P·雅各布森, M·C·塔克 申请人:加州大学评议会