08.11.2018
№218.016.9b26
Результат интеллектуальной деятельности: Мембрана твердого электролита для твердооксидных топливных элементов
Вид РИД
Патент
№ охранного документа
161024
Дата охранного документа
17.03.2016
Статус
Действует
Дата окончания действия пошлины
17.09.2025
Вид патента
Полезная модель
Аннотация:
Полезная модель относится к области изготовления мембран твердого электролита и может найти применение при изготовлении МЭБ ТОТЭ для их дальнейшего применения в батареях и энергоустановках. Сущность изобретения состоит в изготовлении трехслойной мембраны, в которой внутренний слой является газоплотным и обладает высокой анионной проводимостью, а два внешних слоя обладают меньшей анионной проводимостью, но обеспечивают существенно лучшие механические свойства мембраны за счет наличия микропор и зерен малого размера, на которых останавливаются зародыши микротрещин.
Ключевые слова:
твердый электролит, трехслойная мембрана, газоплотный внутренний слой, высокая анионная проводимость, два внешних слоя, механические свойства мембраны
Характеристика результата
Модель
Основные результаты:
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении механической прочности мембраны при сохранении высокой проводимости по анионам.
Для достижения указанного технического результата мембрана твердого электролита для твердооксидного топливного элемента из проводника с проводимостью по анионам дополнена двумя внешними слоями со структурой состоящей из зерен размером меньше 2 мкм, дающей повышенную пористость, при этом в качестве проводника с проводимостью по анионам основных слоев используется материал на основе оксида циркония 10Sc1YSZ (89 мол. % ZrO2+10 мол. % Sc2O3+1 мол. % Y2O3), а в качестве дополнительных внешних слоев используется материал на основе оксида циркония 6ScSZ (94 мол. % ZrO2+6 мол. % Sc2O3).
Новизна:
Принципиально новый результат
Область применения РИД:
Полезная модель относится к области изготовления мембран твердого электролита и может найти применения при изготовлении мембранно-электродных блоков (МЭБ) твердооксидных топливных элементов.
Форма представления сведений об объекте учета:
Патент
Полезная модель относится к области изготовления мембран твердого электролита и может найти применения при изготовлении мембранно-электродных блоков (МЭБ) твердооксидных топливных элементов.
Мембрана твердого электролита - основной элемент МЭБ ТОТЭ электролит-поддерживающей конструкции. При работе ТОТЭ от катода к аноду через нее диффундируют анионы кислорода O2-. По этой причине мембрана должна обладать высокой анионной проводимостью. Помимо этого, при использовании электролит-поддерживающей конструкции мембрана твердого электролита несет на себе основные механические нагрузки и обладает максимальной толщиной. По этой причине она должна обладать высокой механической прочностью для того, чтобы избежать появления трещин и разломов при нанесении электродов, их спекании, а также при работе МЭБ.
Известное устройство-аналог описано в патенте ЕР 1146583 A1 опубликован 17.10.2001, заявлен 21.03.2001. Устройство представляет собой мембрану твердого электролита, изготовленную из материала анионного проводника CGO (Gd2O3-CeO2).
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении механической прочности мембраны при сохранении высокой проводимости по анионам.
Для достижения указанного технического результата мембрана твердого электролита для твердооксидного топливного элемента из проводника с проводимостью по анионам дополнена двумя внешними слоями со структурой состоящей из зерен размером меньше 2 мкм, дающей повышенную пористость, при этом в качестве проводника с проводимостью по анионам основных слоев используется материал на основе оксида циркония 10Sc1YSZ (89 мол. % ZrO2+10 мол. % Sc2O3+1 мол. % Y2O3), а в качестве дополнительных внешних слоев используется материал на основе оксида циркония 6ScSZ (94 мол. % ZrO2+6 мол. % Sc2O3).
Внутренний слой мембраны состоит из проводника с проводимостью по анионам на основе оксида циркония одного состава, а дополнительные внешние слои с повышенной пористостью имеют иной состав.
Отличительным признаком предлагаемых мембран твердого электролита для твердооксидных топливных элементов является наличие двух внешних слоев, обеспечивающих механическую прочность мембраны при сохранении достаточного значения анионной проводимости.
Благодаря наличию этого признака мембрана твердого электролита обладает повышенной механической прочностью при сохранении достаточного значения анионной проводимости.
Схема мембраны твердого электролита показана на фиг. 1. Внутренний слой (1) формируется из материала с проводимостью по анионам, обладающего высоким значением анионной проводимости. Данный слой является газоплотным и имеет максимальную толщину из слоев. Для обеспечения газоплотности внутренний слой изготавливается из зерен большого размера. Внешние слои (2) изготавливаются из материала с проводимостью по анионам, обладающего достаточной анионной проводимостью. Помимо анионной проводимости на материал для этих слоев накладывается требование высокой механической прочности. Внешние слои могут быть пористыми для обеспечения механической прочности мембраны. Микропоры требуются для остановки распространения трещин, которые могут возникать в слоях. Для обеспечения пористости слой формируется из зерен меньшего размера.
Пример материала для изготовления внутреннего слоя - проводник с анионной проводимостью на основе оксида циркония 10Sc1YSZ (89 мол. % ZrO2+10 мол. % Sc2O3+1 мол. % Y2O3). Данный состав обладает высоким значением анионной проводимости, а также достаточным значением механической прочности.
Пример материала для внешних слоев - 6ScSZ (94 мол. % ZrO2+6 мол. % Sc2O3). Данный материал обладает достаточно высоким значением анионной проводимости (примерно в 3 раза ниже, чем 10Sc1YSZ в области рабочих температур ТОТЭ). Основным преимуществом данного материала является та особенность, что даже при высоких температурах спекания он сохраняет структуру, состоящую из зерен размером меньше 2 мкм, что приводит к тому, что зародыши микротрещин останавливаются на границах зерен и порах между ними.
Содержательная часть РИД:
Хеш-код депонирования:
bcd276a89d5c571b8b3a40be91cff9e0d83a1d73bd5df956a34d246fe83bdc45
Источник поступления информации:
Портал edrid.ru
Showing 1-10 of 40 items.
01.11.2018
№218.016.9971
Тепловая электрическая станция с теплонаносной установкой
Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении экономичности работы и повышение экологичности тепловых электрических станций (ТЭС), улучшении...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 129558
Дата охранного документа: 27.06.2013
02.11.2018
№218.016.99db
Проектная документация для типового проекта пгу-20-25 мвт
Статические и динамические характеристики ПГУ для разработки алгоритмов управления оборудованием, полученные в результате моделирования режимов работы в различных условиях, включая пуски, остановы и изменение мощности.
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/91
Дата охранного документа: 30.12.2014
02.11.2018
№218.016.99dc
Технические требования к автоматизированной системе поддержки методики оценки рисков и процесса формирования производственных программ
Методология управления производственными активами и фондами (ПАиФ) генерирующих энергообъектов на основе минимизации стоимости жизненного цикла.
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/5
Дата охранного документа: 19.02.2015
02.11.2018
№218.016.99dd
Документация на систему мониторинга и диагностики вибрационного состояния валопровода, лопаточного аппарата проточной части, термических напряжений и экономичности работы цилиндров турбоагрегатов.
Комплексная системв анализа надежности, безопасности и экономичности работы турбоагрегата, которая позволила определять зарождение опасных дефектов на ранней стадии их развития с целью принятия своевременных решений по объему и срокам подлежащих исполнению профилактических мероприятий и...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/93
Дата охранного документа: 30.12.2014
02.11.2018
№218.016.99de
Сектор малогабаритного подшипника, нового типа с рабочей поверхностью, выполненной из нового синтетического материала
Подшипник, в котором традиционный баббит был бы заменен новым материалом, обладающим большей термостойкостью (температурой плавления не выше 300-350 С), механической прочностью и улучшенными триботехническими характеристиками (коэффициент трения, работа при скудной смазке, повышенная статическая...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/34
Дата охранного документа: 26.05.2015
02.11.2018
№218.016.99df
Документация по совершенствованию конструкции циклона цн-15 нииогаз сушильно-мельничной системы угольных электростанций
Проект по совершенствованию конструкции и увеличению КПД улавливания циклонов ЦН-15 НИИОГАЗ сушильно-мельничной системы (далее – Циклонов) с помощью создания и реализации оптимального мероприятия в виде инновационной технологией пылеулавливания (далее – Технического решения) для...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/74
Дата охранного документа: 30.09.2015
02.11.2018
№218.016.99e0
Методика управления производственными активами и фондами на основе минимизации стоимости жизненного цикла
Новые методичские подходы к оценке технического состояния основных производственных фондов, т.к. в настоящее время в генерирующих активах формирование объема и номенклатуры технологических воздействий являются разнородными и зачастую основаны на оценке технического состояния фондов лишь по сроку...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/20/1
Дата охранного документа: 14.04.2015
02.11.2018
№218.016.99e1
Комплексная технологическая установка для приготовления и дозирования .аминосодержащего реагента с целью обеспечения очистки, консервации/пассивации и ведения водно-химического режима
Документация для изготовления установки дозирования аминосодержащих реагентов в пароводяной цикл энергоблока. Весь необходимый перечень документов по изготовлению установки и ее эксплуатации, включая локальную автоматизированную систему управления режимами работы.
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/92
Дата охранного документа: 30.12.2014
02.11.2018
№218.016.99e2
Нижняя половина вкладыша подшипника нового типа с рабочей поверхностью, выполненной из нового синтетического материала
Подшипник, в котором традиционный баббит был бы заменен новым материалом, обладающим большей термостойкостью (температурой плавления не выше 300-350 С), механической прочностью и улучшенными триботехническими характеристиками (коэффициент трения, работа при скудной смазке, повышенная статическая...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/35
Дата охранного документа: 26.05.2015
02.11.2018
№218.016.99ed
Батарея тотэ (твердооксидные топливный элемент) планарной геометрии
Изобретение относится к высокотемпературным преобразователям энергии на основе топливных элементов. Согласно изобретению батарея содержит твердооксидные топливные элементы, каждый из которых состоит из тонкослойного электролита и двух электродных слоев, расположенных с обеих сторон электролита.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 157575
Дата охранного документа: 05.05.2015
