ТОНКОСЛОЙНЫЙ ТВЕРДООКСИДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

1. Тонкослойный твердооксидный элемент, содержащий по меньшей мере пористый анодный слой, электролитический слой и пористый катодный слой, при этом анодный слой и катодный слой содержат электролитический материал, по меньшей мере один металл и каталитический материал, и при этом общая толщина тонкослойного элемента составляет 100 мкм или менее.
2. Тонкослойный твердооксидный элемент по п.1, отличающийся тем, что электролитический слой имеет толщину от 2 до 20 мкм.
3. Тонкослойный твердооксидный элемент по п.1, отличающийся тем, что катодный слой и/или анодный слой имеют толщину 65 мкм или менее.
4. Тонкослойный твердооксидный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере один металл выбирают из группы, включающей Ni, сплав FeCrMx и сплав NiCrMx, при этом Мх выбирают из группы, включающей Ni, Ti, Се, Mn, Mo, W, Co, La, Y, Zr, Al и их смеси.
5. Тонкослойный твердооксидный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что электролитический материал выбирают из группы, включающей легированный оксид циркония, легированный оксид церия, галлаты и протонпроводящие электролиты.
6. Тонкослойный твердооксидный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что электролитический слой представляет собой многослойную структуру, содержащую по меньшей мере два слоя.
7. Тонкослойный твердооксидный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что анодный слой и катодный слой представляют собой многослойные структуры, содержащие по меньшей мере два слоя каждый.
8. Тонкослойный твердооксидный элемент, содержащий по меньшей мере пористый анодный слой, электролитический слой и пористый катодный слой, при этом анодный и катодный слои содержат электролитический материал и каталитический материал, электролитический материал легирован оксидом церия, и общая толщина тонкослойного обратимого элемента составляет 100 мкм или менее.
9. Тонкослойный твердооксидный элемент по п.8, отличающийся тем, что электролитический слой представляет собой многослойную структуру, содержащую по меньшей мере два слоя.
10. Тонкослойный твердооксидный элемент по пп.8-9, отличающийся тем, что анодный слой и катодный слой представляют собой многослойные структуры, содержащие по меньшей мере два слоя каждый.
11. Тонкослойный твердооксидный элемент по п.10, отличающийся тем, что по меньшей мере два слоя катода и анода имеют различные коэффициенты теплового расширения, и при этом соответствующие слои, непосредственно контактирующие с электролитическим слоем перед импрегнированием имеют идентичный коэффициент теплового расширения, больший, чем коэффициент теплового расширения электролитического слоя, и коэффициент теплового расширения, больший, чем коэффициент теплового расширения соответствующих вторых слоев электродов.
12. Способ изготовления тонкослойного твердооксидного элемента, включающий следующие операции:
обеспечение первого электродного слоя,
нанесение электролитического слоя поверх указанного первого электродного слоя,
нанесение второго электродного слоя поверх указанного электролитического слоя,
спекание полученной структуры, и
импрегнирование первого и второго электродного слоя каталитическим материалом или его предшественником,
отличающийся тем, что указанный тонкослойный твердооксидный элемент представляет собой элемент по п.1 или 6.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный первый и второй электродный слой и указанный электролитический слой изготавливают независимо один от другого методом нанесения пленочных покрытий, а затем слои последовательно наносят друг на друга прокатыванием с фомированием твердооксидного топливного элемента.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что операцию нанесения электролитического слоя поверх указанного электродного слоя и операцию нанесения указанного второго электродного слоя поверх указанного электролитического слоя выполняют методом нанесения пленочных покрытий "мокрый по сухому".
15. Способ по п.12, отличающийся тем, что операцию нанесения электролитического слоя поверх указанного электродного слоя и операцию нанесения указанного второго электродного слоя поверх указанного электролитического слоя выполняют методом нанесения пленочных покрытий "мокрый по мокрому".
16. Способ по любому из пп.12-15, отличающийся тем, что включает дополнительно операцию профилирования элемента перед спеканием с получением фасонной структуры.
17. Способ по любому из пп.12-15, отличающийся тем, что каталитизатор или его предшественник для импрегнирования первого или второго электродного слоя, который будет функционировать как катодный слой, выбирают из группы, включающей манганиты, ферриты, кобальтиты и никелаты или их смеси.
x
1-x
x
1-x
s
1-x
x
3-δ
1-x
x
3-δ
18. Способ по любому из пп.12-15, отличающийся тем, что каталитизатор или его предшественник для импрегнирования первого или второго электродного слоя, который будет функционировать как анодный слой, выбирают из группы, включающей Ni или NiFe и смесь Ni (или NiFe) и легированный оксид церия/оксид циркония или смесь Cu и Cu и легированного оксида циркония/оксида церия и MaTiMbO, где Ма=Ва, Sr, Ca, Mb=V, Nb, Та, Мо, W, Th, U, 0<s<0.5, или LnCrMO, где М=Ti, V, Mn, Nb, Мо, W, Th, U.
19. Тонкослойная разделительная мембрана, содержащая по меньшей мере пористый анодный слой, мембранный слой, содержащий смешанный проводящий материал, и пористый катодный слой, при этом анодный слой и катодный слой содержат смешанный проводящий материал и каталитический материал и при этом общая толщина тонкослойной разделительной мембраны составляет 100 мкм или менее.
20. Тонкослойная разделительная мембрана по п.19, отличающаяся тем, что мембранный слой содержит легированный оксид церия в качестве смешанного проводящего материала.
21. Тонкослойная разделительная мембрана по п.19 или 20, отличающаяся тем, что анодный слой и катодный слой содержат также по меньшей мере один металл.
22. Способ изготовления тонкослойной разделительной мембраны по пп.19-21, включающий следующие операции:
обеспечение первого электродного слоя,
нанесение мембранного слоя поверх указанного первого электродного слоя,
нанесение второго электродного слоя поверх указанного мембранного слоя,
спекание полученной структуры, и
импрегнирование первого и второго электродного слоя каталитическим материалом или его предшественником.