公开(公告)号：US08920612B2

公开(公告)日：2014-12-30

申请号：US11964721

申请日：2007-12-27

申请人： Tai-Nan Lin ,  Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Yang-Chuang Chang ,  Chun-Hsiu Wang ,  Li-Fu Lin

发明人： Tai-Nan Lin ,  Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Yang-Chuang Chang ,  Chun-Hsiu Wang ,  Li-Fu Lin

IPC分类号： C23C14/00 ,  C23C14/32 ,  B05D1/32 ,  C08J7/04 ,  H01M8/10 ,  H01M4/48 ,  C23C14/08 ,  C23C14/35 ,  H01M4/86 ,  H01M4/88 ,  H01M8/12

CPC分类号： C23C14/083 ,  C23C14/352 ,  H01M4/8621 ,  H01M4/8885 ,  H01M8/1213 ,  H01M8/1246 ,  Y02E60/521 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56

摘要： The innovation process describes the process and results for fabrication of a magnetron sputter deposited fully dense electrolyte layer (8YSZ/GDC/LSGM) embedded in a high performance membrane electrolyte assembly (MEA) (Unit Cell) of Solid Oxide Fuel Cell. A single cell with airtight electrolyte layer (8YSZ/GDC/LSGM) is prepared via thin film technique of magnetron sputter deposition, combined with SOFC-MEA processing methods (such as tape casting, lamination, vacuum hot pressing, screen printing, spin coating, and plasma spray coating) and sintering optimization conditions. The gas permeability of the electrolyte layer is below 1×10−6 L/cm2/sec and the open circuit voltage/power density of the single cell performance test exceeds 1.0 V and 500 mW/cm2.

摘要翻译： 创新过程描述了嵌入在固体氧化物燃料电池的高性能膜电解质组件（MEA）（Unit Cell）中的磁控溅射沉积的完全致密的电解质层（8YSZ / GDC / LSGM）的工艺和结果。 通过磁控溅射沉积的薄膜技术制备了具有气密电解质层（8YSZ / GDC / LSGM）的单电池，结合SOFC-MEA加工方法（如带铸，层压，真空热压，丝网印刷，旋涂， 和等离子体喷涂）和烧结优化条件。 电解质层的透气度低于1×10 -6 L / cm 2 / sec，单电池性能试验的开路电压/功率密度超过1.0V，500mW / cm 2。

公开(公告)号：US07815843B2

公开(公告)日：2010-10-19

申请号：US11964724

申请日：2007-12-27

申请人： Chun-Hsiu Wang ,  Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Yang-Chuang Chang ,  Li-Fu Lin

发明人： Chun-Hsiu Wang ,  Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Yang-Chuang Chang ,  Li-Fu Lin

IPC分类号： B28B1/00 ,  H01M4/88

CPC分类号： H01M8/1213 ,  H01M4/8621 ,  H01M4/8885

摘要： This invention describes the process for fabrication of a high conductivity and low resistance solid oxide fuel cell. An anode substrate is mainly prepared via tape casting technique and modified by abrasion and polish process. Electrolyte is fabricated onto the polished side by thin film technologies and can attach well in the cross section. Grinding surface of anode side about 10-30 μum after finish of MEA combination can get a high conductivity and low resistance unit cell and enhance cell performance effectively.

摘要翻译： 本发明描述了制造高电导率和低电阻固体氧化物燃料电池的方法。 阳极基材主要通过胶带铸造技术制备，并通过磨损和抛光工艺进行改性。 电解质通过薄膜技术制成抛光面，并且可以在横截面中良好地附着。 MEA组合后，阳极侧研磨面约10-30微米，可获得高导电性和低电阻单元，有效提高电池性能。

公开(公告)号：US20090151850A1

公开(公告)日：2009-06-18

申请号：US11956342

申请日：2007-12-14

申请人： WEI-XIN KAO ,  Maw-Chwain Lee ,  Tai-Nan Lin ,  Chun-Hsiu Wang ,  Yang-Chuang Chang ,  Li-Fu Lin

发明人： WEI-XIN KAO ,  Maw-Chwain Lee ,  Tai-Nan Lin ,  Chun-Hsiu Wang ,  Yang-Chuang Chang ,  Li-Fu Lin

IPC分类号： B32B37/06

CPC分类号： B32B37/10 ,  B32B38/0008 ,  B32B2309/02 ,  B32B2309/04 ,  B32B2309/105 ,  B32B2310/14 ,  B32B2315/02 ,  B32B2457/18 ,  H01M4/8885 ,  H01M8/1213 ,  H01M8/1253 ,  H01M2008/1293 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56

摘要： This invention describes the process for fabrication of a fully dense electrolyte layer (8YSZ/GDC/LSGM) embedded in a high performance membrane electrolyte assembly (MEA) (Unit Cell) of Solid Oxide Fuel Cell. An air-tight electrolyte layer (8YSZ/GDC/LSGM) is mainly prepared via tape casting technique and modified by thin film technologies, such as sputtering coating, spin coating, plasma spray/Coating etc., as well as combined with the sintering scheme and operation control. The gas permeability of electrolyte layer is less than 1×10−6 L/cm2/sec.

摘要翻译： 本发明描述了嵌入在固体氧化物燃料电池的高性能膜电解质组件（MEA）（Unit Cell）（Unit Cell）中的完全致密的电解质层（8YSZ / GDC / LSGM）的制造方法。 气密电解质层（8YSZ / GDC / LSGM）主要通过胶带铸造技术制备，并通过溅射涂层，旋涂，等离子喷涂/涂布等薄膜技术进行改性，并结合烧结方案 和操作控制。 电解质层的气体渗透性小于1×10 -6 L / cm 2 / sec。

公开(公告)号：US20090166186A1

公开(公告)日：2009-07-02

申请号：US11964721

申请日：2007-12-27

申请人： TAI-NAN LIN ,  Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Yang-Chuang Chang ,  Chun-Hsiu Wang ,  Li-Fu Lin

发明人： TAI-NAN LIN ,  Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Yang-Chuang Chang ,  Chun-Hsiu Wang ,  Li-Fu Lin

IPC分类号： C23C14/35

CPC分类号： C23C14/083 ,  C23C14/352 ,  H01M4/8621 ,  H01M4/8885 ,  H01M8/1213 ,  H01M8/1246 ,  Y02E60/521 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56

摘要： The innovation process describes the process and results for fabrication of a magnetron sputter deposited fully dense electrolyte layer (8YSZ/GDC/LSGM) embedded in a high performance membrane electrolyte assembly (MEA) (Unit Cell) of Solid Oxide Fuel Cell. A single cell with airtight electrolyte layer (8YSZ/GDC/LSGM) is prepared via thin film technique of magnetron sputter deposition, combined with SOFC-MEA processing methods (such as tape casting, lamination, vacuum hot pressing, screen printing, spin coating, and plasma spray coating) and sintering optimization conditions. The gas permeability of the electrolyte layer is below 1×10−6 L/cm2/sec and the open circuit voltage/power density of the single cell performance test exceeds 1.0 V and 500 mW/cm2.

摘要翻译： 创新过程描述了嵌入在固体氧化物燃料电池的高性能膜电解质组件（MEA）（Unit Cell）中的磁控溅射沉积的完全致密的电解质层（8YSZ / GDC / LSGM）的工艺和结果。 通过磁控溅射沉积的薄膜技术制备了具有气密电解质层（8YSZ / GDC / LSGM）的单电池，结合SOFC-MEA加工方法（如带铸，层压，真空热压，丝网印刷，旋涂， 和等离子体喷涂）和烧结优化条件。 电解质层的气体渗透性低于1×10 -6 L / cm 2 / sec，单电池性能试验的开路电压/功率密度超过1.0V，500mW / cm 2。

公开(公告)号：US20120115067A1

公开(公告)日：2012-05-10

申请号：US12973507

申请日：2010-12-20

申请人： Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Yang-Chuang Chang ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Jen-Chen Chang ,  Rung-Je Yang ,  Lin-Song Lee

发明人： Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Yang-Chuang Chang ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Jen-Chen Chang ,  Rung-Je Yang ,  Lin-Song Lee

IPC分类号： H01M8/12

CPC分类号： H01M8/1246 ,  H01M8/0612 ,  H01M8/0656 ,  H01M8/0668 ,  H01M8/249 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56

摘要： A process and apparatus of “Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)-CO2 Energy Conversion Cycle (referred to as SOFC-CO2-ECC)” are invented to adopt CO2 as energy sources from waste/stock gas or convert and fix it in the useful compounds. CO2 is converted into CO and O2 via simultaneously catalytic and electrochemical reactions in SOFC for power generation and CO2 cracking. Furthermore, CO is used either as the fuel in SOFC for power generation or starting materials in the chemical reactors to produce CO-derivatives of energy source materials and useful chemical compounds. Hence, SOFC-CO2-ECC is an active or scientific carbon cycle with zero emission of CO2. Thus, the efficacy of environmental protection via solving the problem of CO2 greenhouse effect is achieved, so as to grasp of the “Right of Carbon Emission Trading” issues.

摘要翻译： 发明了“固体氧化物燃料电池（SOFC）-CO2能量转换循环（简称SOFC-CO2-ECC）”的方法和装置，以将二氧化碳作为来自废弃物/原料气体的能源进行转化并将其固定在有用的 化合物。 CO2通过SOFC中的同时催化和电化学反应转化为CO和O2，用于发电和二氧化碳开裂。 此外，CO用作SOFC中的燃料用于发电或化学反应堆中的起始材料，以产生能量源材料和有用化合物的CO衍生物。 因此，SOFC-CO2-ECC是一种积极或科学的碳排放二氧化碳的碳循环。 因此，通过解决二氧化碳温室效应问题，实现了环保的效能，从而掌握了“碳排放权交易”问题。

公开(公告)号：US08158304B2

公开(公告)日：2012-04-17

申请号：US12177161

申请日：2008-07-22

申请人： Yang-Chuang Chang ,  Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Tai-Nan Lin ,  Wei-Xin Kao

发明人： Yang-Chuang Chang ,  Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Tai-Nan Lin ,  Wei-Xin Kao

IPC分类号： H01M8/00 ,  B05D5/12

CPC分类号： H01M8/1253 ,  H01M4/8857 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56 ,  Y10T29/49115

摘要： This invention describes the recipe and preparation process of nano-scale electrolyte suspension and its application via a spin coating process for fabrication of airtight/fully dense electrolyte layers composed in solid oxide fuel cell-membrane electrode assembly with high performance characteristics. The recipe of nano-scale electrolyte suspension includes 10˜50 wt % nano-scale electrolyte powder, 0.01˜1 wt % poly acrylic acid (PAA as dispersant), 0.1˜5 wt % poly vinyl alcohol (PVA as binder), 0.005˜1 wt % octanol as defoamer, and deionized water as solvent. Solid oxide fuel cell fabricated via this recipe and process exhibits that the open-circuit voltage (OCV) is over 1 Volt, and maximum power density is 335 mW/cm2 at 800° C.

摘要翻译： 本发明描述了纳米级电解质悬浮液的配方和制备方法及其通过旋涂方法的应用，用于制造具有高性能特性的固体氧化物燃料电池 - 膜电极组件的气密/致密电解质层。 纳米级电解质悬浮液的配方包括10〜50重量％的纳米级电解质粉末，0.01〜1重量％的聚丙烯酸（PAA作为分散剂），0.1〜5重量％的聚乙烯醇（PVA作为粘合剂），0.005〜 1重量％辛醇作为消泡剂，去离子水作为溶剂。 通过该配方和工艺制造的固体氧化物燃料电池表明，开路电压（OCV）超过1V，800℃时最大功率密度为335mW / cm2。

公开(公告)号：US08679700B2

公开(公告)日：2014-03-25

申请号：US12973507

申请日：2010-12-20

申请人： Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Yang-Chuang Chang ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Jen-Chen Chang ,  Rung-Je Yang ,  Lin-Song Lee

发明人： Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Yang-Chuang Chang ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Jen-Chen Chang ,  Rung-Je Yang ,  Lin-Song Lee

IPC分类号： H01M8/18

CPC分类号： H01M8/1246 ,  H01M8/0612 ,  H01M8/0656 ,  H01M8/0668 ,  H01M8/249 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56

摘要： A method and apparatus for energy conversion cycle based on Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) and utilizing CO2 source (referred to as SOFC-CO2-ECC) adopt CO2 as energy sources from waste/stock gas or convert and fix it in the useful compounds. CO2 is converted into CO and O2 via simultaneously catalytic and electrochemical reactions in SOFC for power generation and CO2 cracking. Furthermore, CO is used either as the fuel in SOFC for power generation or starting materials in the chemical reactors to produce CO-derivatives of energy source materials and useful chemical compounds. Hence, SOFC-CO2-ECC is an active or scientific carbon cycle with zero emission of CO2.

摘要翻译： 基于固体氧化物燃料电池（SOFC）和利用CO2源（称为SOFC-CO2-ECC）的能量转换循环的方法和装置采用二氧化碳作为来自废弃物/原料气体的能源，或将其转化固定在有用的化合物 。 CO2通过SOFC中的同时催化和电化学反应转化为CO和O2，用于发电和二氧化碳开裂。 此外，CO用作SOFC中的燃料用于发电或化学反应堆中的起始材料，以产生能量源材料和有用化合物的CO衍生物。 因此，SOFC-CO2-ECC是一种积极或科学的碳排放二氧化碳的碳循环。

公开(公告)号：US07914636B2

公开(公告)日：2011-03-29

申请号：US11853033

申请日：2007-09-11

申请人： Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Yang-Chuang Chang ,  Chun-Hsiu Wang

发明人： Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Yang-Chuang Chang ,  Chun-Hsiu Wang

IPC分类号： C03B29/00

CPC分类号： H01M8/1226 ,  H01M4/8885 ,  H01M4/9066 ,  H01M8/1246 ,  H01M2008/1293 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56

摘要： A recipe and two sequential processes for fabrication of electrode substrates of solid oxide fuel cells (SOFCs) are described in this invention. The typical recipe consists of 50˜86 wt % electrolyte (8YSZ) or 50˜80 wt % anode electrode (NiO/8YSZ), 12˜22 wt % MEK (solvent 1), 5˜9 wt % EtOH (solvent 2), 1˜2 wt % TEA (dispersant), 0.5˜2 wt % DBP (plasticizer 1), 0.5˜2 wt % PEG (plasticizer 2), 3˜6 wt % PVB (binder), and 0.1˜10 wt % graphite (pore former). Two sequential processes include: 1. The process for preparation of the green tape slurry from materials of the recipe, 2. The synergistic process for fabrication of a high integrity membrane electrode assembly (MEA) of SOFC from the prepared electrode substrates.

摘要翻译： 在本发明中描述了用于制造固体氧化物燃料电池（SOFC）的电极基底的配方和两个顺序方法。 典型的配方由50〜86重量％的电解质（8YSZ）或50〜80重量％的阳极（NiO / 8YSZ），12〜22重量％的MEK（溶剂1），5〜9重量％的EtOH（溶剂2） 1〜2重量％TEA（分散剂），0.5〜2重量％DBP（增塑剂1），0.5〜2重量％PEG（增塑剂2），3〜6重量％PVB（粘合剂）和0.1〜10重量％ 成孔剂）。 两个连续的方法包括：1.从配方材料制备生胶带浆料的方法，2.从制备的电极基材制造SOFC的高完整性膜电极组件（MEA）的协同过程。

公开(公告)号：US20100018036A1

公开(公告)日：2010-01-28

申请号：US12177161

申请日：2008-07-22

申请人： YANG-CHUANG CHANG ,  Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Tai-Nan Lin ,  Wei-Xin Kao

发明人： YANG-CHUANG CHANG ,  Maw-Chwain Lee ,  Chun-Hsiu Wang ,  Tai-Nan Lin ,  Wei-Xin Kao

IPC分类号： H01M4/82

CPC分类号： H01M8/1253 ,  H01M4/8857 ,  Y02E60/525 ,  Y02P70/56 ,  Y10T29/49115

摘要： This invention describes the recipe and preparation process of nano-scale electrolyte suspension and its application via a spin coating process for fabrication of airtight/fully dense electrolyte layers composed in solid oxide fuel cell-membrane electrode assembly with high performance characteristics. The recipe of nano-scale electrolyte suspension includes 10˜50 wt % nano-scale electrolyte powder, 0.01˜1 wt % poly acrylic acid (PAA as dispersant), 0.1˜5 wt % poly vinyl alcohol (PVA as binder), 0.005˜1 wt % octanol as defoamer, and deionized water as solvent. Solid oxide fuel cell fabricated via this recipe and process exhibits that the open-circuit voltage (OCV) is over 1 Volt, and maximum power density is 335 mW/cm2 at 800° C.

摘要翻译： 本发明描述了纳米级电解质悬浮液的配方和制备方法及其通过旋涂方法的应用，用于制造具有高性能特性的固体氧化物燃料电池 - 膜电极组件的气密/致密电解质层。 纳米级电解质悬浮液的配方包括10〜50重量％的纳米级电解质粉末，0.01〜1重量％的聚丙烯酸（PAA作为分散剂），0.1〜5重量％的聚乙烯醇（PVA作为粘合剂），0.005〜 1重量％辛醇作为消泡剂，去离子水作为溶剂。 通过该配方和工艺制造的固体氧化物燃料电池表明，开路电压（OCV）超过1V，800℃时最大功率密度为335mW / cm2。

公开(公告)号：US08427174B2

公开(公告)日：2013-04-23

申请号：US12874307

申请日：2010-09-02

申请人： Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Szu-Han Wu ,  Yung-Neng Cheng ,  Yang-Chuang Chang ,  Ruey-Yi Lee ,  Chun-Hsiu Wang

发明人： Maw-Chwain Lee ,  Wei-Xin Kao ,  Tai-Nan Lin ,  Szu-Han Wu ,  Yung-Neng Cheng ,  Yang-Chuang Chang ,  Ruey-Yi Lee ,  Chun-Hsiu Wang

IPC分类号： G01R27/00

CPC分类号： H01M8/248 ,  H01M8/0232 ,  H01M8/0241 ,  H01M8/04641 ,  H01M8/04649 ,  H01M8/1213 ,  H01M8/2425 ,  H01M2008/1293

摘要： The present invention provides a measurement process for determination of the optimum contact pressure among components of a solid oxide fuel cell stack in the packaging process in order that the reduction in performance caused by the packaging process can be reduced. The present invention also provides a measurement apparatus which can carry the measurement process out.

摘要翻译： 本发明提供了一种用于确定包装过程中的固体氧化物燃料电池堆的组分之间的最佳接触压力的测量方法，以便可以降低由包装过程引起的性能下降。 本发明还提供一种能够进行测量处理的测量装置。