КРАСКОСТРУЙНАЯ ПЕЧАТЬ В ЗАЩИТЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ ДЛЯ ТВЕРДЫХ ОКСИДНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. Способ осаждения слоя материала на металлическую соединительную деталь или подложку (1) для топливных элементов или электролитических ячеек, включающий следующие стадии:
подготовка по меньшей мере одной поверхности металлической соединительной детали или подложки (1);
подготовка цифрового устройства для краскоструйной печати;
подготовка по меньшей мере одного цифрового изображения для печати на указанной металлической соединительной детали или подложке (1);
печать с применением указанного цифрового устройства по меньшей мере одного указанного изображения по меньшей мере на одной указанной поверхности (1a, 1b) указанной металлической соединительной детали (1) посредством нанесения на такую поверхность (1a, 1b) по меньшей мере одного слоя краски с основой из керамического и/или металлического материала;
испарение растворителя краски, нанесенной в течение стадии печати, или выдерживание до испарения такого растворителя;
нагревание указанной печатной металлической соединительной детали (1) таким образом, чтобы удалять органический компонент краски и обеспечивать адгезию слоя материала на металлической подложке;
причем указанная соединительная деталь (1) содержит первую сторону, или первую поверхность (1a), или анод для вступления в контакт в процессе эксплуатации в соответствующей промежуточной области (1d1) с топливом и вторую сторону или вторую поверхность (1b, 1e1) для вступления в контакт в процессе эксплуатации с воздухом, причем указанная соединительная деталь (1) также содержит промежуточную область (1d1, 1d2) и краевую область (1e1, 1e2), расположенную вокруг указанной промежуточной области (1d1, 1d2), при этом краевая область (1e1, 1e2) содержит краевые зоны (1f), в которых определены сквозные щели или отверстия (4), и при этом зона указанной первой стороны (1a), которая принадлежит к промежуточной области (1d1), содержит контактную область (2), в которой в процессе эксплуатации топливный элемент расположен на стороне, открытой для топлива, причем такая контактная область (2) выполняет функцию электрического соединения топливного электрода и соединительной детали (1) и сбора тока, производимого посредством реакции окисления топлива в соответствующем элементе; и
при этом указанную стадию печати проводят посредством нанесения стеклокерамического или огнеупорного изоляционного слоя по периметру (2a) указанной контактной области (2) и после этого поверх указанного стеклокерамического или огнеупорного изоляционного слоя наносят шнур или слой герметизирующего материала (8).
2. Способ по п. 1, в котором указанную стадию нагревания проводят при температуре, составляющей от 600 до 1000°C, и предпочтительно при 950°C.
3. Способ по любому предшествующему пункту, в котором в течение указанной стадии печати по меньшей мере одно первое изображение печатается на указанной первой поверхности (1a) указанной металлической соединительной детали (1), и по меньшей мере одно второе изображение печатается на указанной второй поверхности (1b) указанной металлической соединительной детали.
4. Способ по любому предшествующему пункту, в котором в течение указанной стадии печати указанную контактную область (2) полностью или частично покрывает керамический или металлический слой, который имеет электропроводные свойства.
5. Способ осаждения слоя материала на металлическую соединительную деталь или подложку (1) для топливных элементов или электролитических ячеек, включающий следующие стадии:
подготовка по меньшей мере одной поверхности металлической соединительной детали или подложки (1);
подготовка цифрового устройства для краскоструйной печати;
подготовка по меньшей мере одного цифрового изображения для печати на указанной металлической соединительной детали или подложке (1);
печать с применением указанного цифрового устройства по меньшей мере одного указанного изображения по меньшей мере на одной указанной поверхности (1a, 1b) указанной металлической соединительной детали (1) посредством нанесения на такую поверхность (1a, 1b) по меньшей мере одного слоя краски с основой из керамического и/или металлического материала;
испарение растворителя краски, нанесенной в течение стадии печати, или выдерживание до испарения такого растворителя;
нагревание указанной печатной металлической соединительной детали (1) таким образом, чтобы удалять органический компонент краски и обеспечивать адгезию слоя материала на металлической подложке;
причем указанная соединительная деталь (1) содержит первую сторону, или первую поверхность (1a), или анод для вступления в контакт в процессе эксплуатации в соответствующей промежуточной области (1d1) с топливом и вторую сторону или вторую поверхность (1b, 1e1) для вступления в контакт в процессе эксплуатации с воздухом, причем указанная соединительная деталь (1) также содержит промежуточную область (1d1, 1d2) и краевую область (1e1, 1e2), расположенную вокруг указанной промежуточной области (1d1, 1d2), при этом краевая область (1e1, 1e2) содержит краевые зоны (1f), в которых определены сквозные щели или отверстия (4), и при этом зона указанной первой стороны (1a), которая принадлежит к промежуточной области (1d1), содержит контактную область (2), в которой в процессе эксплуатации топливный элемент расположен на стороне, открытой для топлива, причем такая контактная область (2) выполняет функцию электрического соединения топливного электрода и соединительной детали (1) и сбора тока, производимого посредством реакции окисления топлива в соответствующем элементе; и
при этом в течение указанной стадии стеклокерамический или огнеупорный изоляционный слой наносят по периметру или на кольцевую зону (4) для ограничения каждого отверстия (4) и между одной соединительной деталью и следующей деталью и после этого поверх указанного стеклокерамического или огнеупорного изоляционного слоя наносят шнур или слой герметизирующего материала (9).
6. Способ осаждения слоя материала на металлическую соединительную деталь или подложку (1) для топливных элементов или электролитических ячеек, включающий следующие стадии:
подготовка по меньшей мере одной поверхности металлической соединительной детали или подложки (1);
подготовка цифрового устройства для краскоструйной печати;
подготовка по меньшей мере одного цифрового изображения для печати на указанной металлической соединительной детали или подложке (1);
печать с применением указанного цифрового устройства по меньшей мере одного указанного изображения по меньшей мере на одной указанной поверхности (1a, 1b) указанной металлической соединительной детали (1) посредством нанесения на такую поверхность (1a, 1b) по меньшей мере одного слоя краски с основой из керамического и/или металлического материала;
испарение растворителя краски, нанесенной в течение стадии печати, или выдерживание до испарения такого растворителя;
нагревание указанной печатной металлической соединительной детали (1) таким образом, чтобы удалять органический компонент краски и обеспечивать адгезию слоя материала на металлической подложке;
причем указанная соединительная деталь (1) содержит первую сторону, или первую поверхность (1a), или анод для вступления в контакт в процессе эксплуатации в соответствующей промежуточной области (1d1) с топливом и вторую сторону или вторую поверхность (1b, 1e1) для вступления в контакт в процессе эксплуатации с воздухом, причем указанная соединительная деталь (1) также содержит промежуточную область (1d1, 1d2) и краевую область (1e1, 1e2), расположенную вокруг указанной промежуточной области (1d1, 1d2), при этом краевая область (1e1, 1e2) содержит краевые зоны (1f), в которых определены сквозные щели или отверстия (4), и при этом зона указанной первой стороны (1a), которая принадлежит к промежуточной области (1d1), содержит контактную область (2), в которой в процессе эксплуатации топливный элемент расположен на стороне, открытой для топлива, причем такая контактная область (2) выполняет функцию электрического соединения топливного электрода и соединительной детали (1) и сбора тока, производимого посредством реакции окисления топлива в соответствующем элементе; и
при этом в отношении зоны второй стороны (1b) соединительной детали (1), принадлежащей к промежуточной области (1d2), предусмотрена каналообразная или гофрированная конструкция (5) для распределения воздуха на поверхности электрода, причем указанная каналообразная или гофрированная конструкция (5) состоит из гребней (7), которые вступают в контакт с воздушным электродом и чередуются с каналами (6), которые служат для распределения воздуха между соединительной деталью (1) и электродом, и при этом в течение указанной стадии печати на указанной каналообразной или гофрированной конструкции (5) осуществляют печать и покрывают ее полностью или покрывают только на гребнях (7) слоем краски (10, 10a), имеющей электропроводные и противокоррозионные свойства.
1+x
2-x
4
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит слой керамического материала, имеющего электропроводные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой керамический материал состоит из оксида типа шпинели с общей формулой ABO, где каждый элемент из A и В может представлять собой один или несколько элементов из группы переходных металлов, таких как Mn, Ti, Fe, Cr, Co, Cu, Ni, Nb.
3
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит слой керамического материала, имеющего электропроводные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой керамический материал состоит из оксида типа перовскита с общей формулой АВМО, где A представляет собой элемент, принадлежащий к группе редкоземельных элементов, который может быть полностью или частично замещен элементом В, принадлежащим к группе щелочноземельных металлов, и M представляет собой переходный металл.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит слой керамического материала, имеющего электропроводные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой керамический материал составляют соли или другие предшественники, которые в результате реакции при высокой температуре образуют оксид типа перовскита или оксид типа шпинели, имеющий электропроводные и противокоррозионные защитные свойства, и при этом такой слой предпочтительно составляют соли меди, кобальта, марганца, железа, никеля, титана, лантана, стронция, кальция, бария, магния.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит слой керамического материала, имеющего электропроводные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой керамический материал составляют металлы, которые в результате реакции при высокой температуре образуют оксид типа шпинели, имеющий воздушные электропроводные или противокоррозионные защитные свойства, и при этом такой слой предпочтительно составляют медь, кобальт, марганец, железо, никель, титан.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит слой керамического материала, имеющего электропроводные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой керамический материал составляют соли или другие предшественники, которые в результате реакции со сталью соединительной детали при высокой температуре образуют оксиды, имеющие электропроводные или противокоррозионные защитные свойства, и при этом такой слой предпочтительно составляют соли или оксиды лантана, стронция, церия, иттрия, ниобия, кобальта, меди, марганца, титана, фосфора, цинка.
12 Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанное покрытие, имеющее электропроводные и противокоррозионные защитные свойства, составляют по меньшей мере два слоя, образованные в результате комбинации по пп. 7-11, причем такой слой предпочтительно составляют слой оксида типа шпинели и слой оксида типа перовскита.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит огнеупорный керамический материал, имеющий электроизоляционные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой керамический материал выбран из группы, которую составляют оксид алюминия, оксид кремния, оксид циркония, оксид фосфора или их смеси.
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит композиционный материал, имеющий электроизоляционные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой керамический материал составляют смесь электроизоляционных оксидов по п. 13 и стеклянная или стеклокерамическая фаза.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере в одном указанном слое краски присутствует предшественник, который после термической обработки превращается в изоляционный металлический оксид, имеющий противокоррозионные защитные свойства, препятствующие диффузии элементов, причем такой предшественник предпочтительно состоит из алюминия, который после термической обработки превращается в оксид алюминия.
16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один указанный слой краски содержит стеклянный или стеклокерамический материал, имеющий электроизоляционные и противокоррозионные защитные свойства, причем такой стеклянный или стеклокерамический материал составляют предпочтительно, но не исключительно элементы группы, которую составляют барий, кремний, бор, магний, алюминий кальций, стронций, фосфор, иттрий, лантан, церий.
17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанное покрытие, имеющее электроизоляционные и противокоррозионные защитные свойства, составляют по меньшей мере два слоя, образованные в результате комбинации по пп. 13-16, причем такой двойной слой составляют предпочтительно, но не исключительно слой оксида алюминия или оксида циркония или слой стеклокерамического материала.
18. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий стадию осуществления термической обработки указанной металлической соединительной детали в целях упрощения затвердевания на ней слоя материала.
19. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на электропроводном керамическом материале осуществляют печать посредством краскоструйной печати на контактной области между металлом и воздушным электродом.
20. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на электропроводном керамическом материале осуществляют печать посредством краскоструйной печати на контактной области между металлом и топливным электродом.
21. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на изоляционном керамическом материале осуществляют печать посредством краскоструйной печати на всей области соединительной детали, которая не находится в контакте и не предназначена для вступления в контакт с воздушным или топливным электродами.
22. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на изоляционном слое керамического материала осуществляют печать посредством краскоструйной печати на области соединительной детали, которая не находится в контакте и не предназначена для вступления в контакт с топливным электродом.
23. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на изоляционном слое керамического материала осуществляют печать посредством краскоструйной печати на зоне нанесения шнура (8, 9) герметизирующего материала, таким образом, чтобы она была расположена между соединительной деталью и шнуром (8, 9) герметизирующего материала.
24. Металлическая соединительная деталь или подложка (1) для топливных элементов или электролитических ячеек после обработки способом по любому из предшествующих пунктов.