具梯度型連接物之固態氧化物燃料電池(SOLIDOXIDEFUELCELL、SOFC)裝置SOLID OXIDE FUEL CELL (SOFC) DEVICE HAVING GRADIENT INTERCONNECTION PART

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

日本

專利申請案號

特願 2010-111102

專利證號

特許 5459854

專利獲證名稱

具梯度型連接物之固態氧化物燃料電池(SOLIDOXIDEFUELCELL、SOFC)裝置SOLID OXIDE FUEL CELL (SOFC) DEVICE HAVING GRADIENT INTERCONNECTION PART

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣科技大學

獲證日期

2014/01/24

技術說明

此新型SOFC結構希望解決傳統SOFC所遭遇之金屬(cofer鐵基合金)氧化問題與Cofer/電解質陶瓷高溫接合困難之問題。其中，採用鎳基超合金避免嚴重氧化；採用梯度材料使Cofer金屬/電解質陶瓷高溫接合問題變為梯度材料富陶瓷端/電解質陶瓷接合問題，此陶瓷/陶瓷接合問題的困難度降低許多。前述轉變相對有機會解決SOFC三大挑戰中之前兩項。第三挑戰是熱應力下結構體的完整性，這問題因採用梯度材料也有機會能夠克服。 採用陶瓷硬銲密封填料不使用玻璃密封填料或複合填料。此實驗進行許多不同組成之複合密封填料其接合測試，發現雖有部分複合密封填料其組成能夠歷經一、二次循環熱震實驗，但很難通過10次的測試，亦及可靠度有問題，追究原因是有玻璃相的存在，即使是少量玻璃包覆於其它材料以利接合，都會因為玻璃極低的破壞韌性，使破裂無預警地形成。陶瓷硬銲密封填料相較玻璃質有較佳之破壞韌性，所以利用陶瓷填料可以使密封接合的可靠度提高。 新穎型的結構設計與製作技術可以開發出大面積之堆疊型SOFC燃料電池，且其製作可採OEM專業代工的方式執行，有利於量產化之實現。 Our new design system can solve the conventional SOFC problems in the oxidation resistance of cofer Fe-based superalloys and in the gas leaking from the joint between cofer alloys and solid electrolytes. The Inco625 superalloys used in our system can resist the oxidation at 800oC. The problem of the cofer/ZrO2 bonding has become the joint between the ceramic-rich side in FGMs and the ZrO2 electrolyte, which involves the ceramic/ceramic instead of ceramic/metal joining. The above-mentioned approaches have the opportunities to solve the two challenges the SOFCs meet. The well-known third challenge is the mechanical integrity under cycling thermal stress, which, in a great chance, can be overcome by using FGMs. Ceramic sealants have been applied in our system. The ceramic sealants with higher fracture toughness provide better reliability, as compared with the glass sealants.

備註

本部(收文號1090066354)同意該校109年10月30日臺科大研字第1090108467號函申請終止維護專利(臺科大)

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