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 11-20 of 40 items.
02.11.2018
№218.016.99f2
Система планирования режимов работы электростанции по агрегатно, в зависимости от их технического состояния, экологичности и переменных электрических и тепловых нагрузок
Программа предназначена для проведения расчетов по оптимальному распределению
нагрузок между агрегатами станции и может быть использована диспетчерской службой и
производственно техническим
отделом электростанций, а также руководящим персоналом
станций для контроля за эффективностью ведения...
Тип: Программа для ЭВМ
Номер охранного документа: 2014617150
Дата охранного документа: 14.07.2014
07.11.2018
№218.016.9a6b
Птк система мониторинга и диагностики вибрационного состояния валопровода, лопаточного аппарата проточной части, термических напряжений и экономичности работы цилиндров турбоагрегатов
Микропроцессорные устройства под управлением процессоров семейства Blackfin фирмы Analog Devices, ПК, рабочие станции, промышленные
компьютеры.
Тип: Программа для ЭВМ
Номер охранного документа: 2015614956
Дата охранного документа: 30.04.2015
07.11.2018
№218.016.9a6c
Комплексная модернизация системы технического водоснабжения омской тэц-4
В состав документации входят:
1. Технико-экономическое обоснование мероприятий. Определение сметной стоимости реализации мероприятий (включая стоимость оборудования, СМР, ПНР и т.д.), продолжи-дельности их проведения, достигаемых показателей по сценарным условиям ПАО «Интер РАО».
2. Определение...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/96
Дата охранного документа: 09.12.2016
07.11.2018
№218.016.9a70
Комплексная модернизация системы технического водоснабжения омской тэц-5
В состав документации входят:
1. Технико-экономическое обоснование мероприятий. Определение сметной стоимости реализации мероприятий (включая стоимость оборудования, СМР, ПНР и т.д.), продолжи-дельности их проведения, достигаемых показателей по сценарным условиям ОАО «Интер РАО».
2. Определение...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/95
Дата охранного документа: 09.12.2016
07.11.2018
№218.016.9a71
Комплексная модернизация системы технического водоснабжения томской грэс-2
В состав документации входят:
1. Технико-экономическое обоснование мероприятий. Определение сметной стоимости реализации мероприятий (включая стоимость оборудования, СМР, ПНР и т.д.), продолжи-дельности их проведения, достигаемых показателей по сценарным условиям ПАО «Интер РАО».
2. Определение...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/94
Дата охранного документа: 09.12.2016
07.11.2018
№218.016.9a72
Эскиз. кант. док. на экспериментальный образец батареи из тотэ (твердооксидные топливный элемент)
Технология изготовления высокоэффективных высоконадежных ТОТЭ и энергетических установок на их основе для последующего серийного производства энергетических установок в диапазоне мощностей 0,5 – 5,0 кВт, в том числе когенерационного цикла, а в дальнейшем, энергоустановок большой мощности (от...
Тип: Секрет производства («ноу-хау»)
Номер охранного документа: ФЭ/101
Дата охранного документа: 31.12.2015
08.11.2018
№218.016.9b25
Центробежный классификатор (циклон) для пылеулавливающих установок угольных электростанций
Изобретение относится к устройствам для классификации тонкоизмельченного полидисперсного сыпучего материала на две фракции, частицы которых отличаются крупностью, плотностью и аэродинамическими свойствами. Центробежный классификатор содержит корпус с вращающимся рабочим органом, привод рабочего...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 158680
Дата охранного документа: 17.12.2015
08.11.2018
№218.016.9b28
Техническая документация на экспериментальную биогазовую установку
Проект на производство промышленных биогазовых станций , для целей:
– переработка органических отходов.;
– получение экологически чистых биоудобрений;
– производство энергоресурсов – биогаза, который может быть использован в качестве топлива для технологических, сжижен для получения моторного...
Тип: Произведениe науки
08.11.2018
№218.016.9b29
Разъемный вкладыш опорного подшипника (крупногабаритный) скольжения нового типа с рабочей поверхностью, выполненной из нового синтетического материала
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в крупногабаритных опорных подшипниках скольжения роторов паровых турбин.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 159200
Дата охранного документа: 12.01.2016
08.11.2018
№218.016.9b2a
Разъемный вкладыш опорного подшипника (малогабаритный) скольжения нового типа с рабочей поверхностью, выполненной из нового синтетического материала
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована
в малогабаритных опорных подшипниках скольжения роторов паровых турбин.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 161822
Дата охранного документа: 15.04.2016
