Verfahren zur Herstellung von Festoxidbrennstoffzellen mit einer metallsubstratgetragenen Kathoden-Elekrolyt-Anoden-Einheit sowie deren Verwendung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) mit einer metallsubstratgetragenen Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit. Aufgabe der Erfindung ist es dabei, Festoxidbrennstoffzellen zur Verfügung zu stellen, die eine erhöhte Festigkeit, verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit, eine sichere Haftung von die Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit bildenden Schichten erreichen und die verzugsfrei und reproduzierbar herstellbar sind. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird zuerst auf eine Oberfläche eines porösen, metallischen Substrats, als Träger der Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit, eine die Anode bildende Schicht nasschemisch aufgebracht.; Auf diese die Anode bildende Schicht wird dann ein bereits vorab gasdicht gesintertes Element, das den Elektrolyten bildet, flächig aufgelegt oder aufgebracht und bei einer ersten Wärmebehandlung bis zu einer maximalen Temperatur von 1250 DEG C, werden die in der die Anode bildenden Schicht enthaltenen organischen Komponenten ausgetrieben, diese Schicht gesintert und dabei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Substrat und Elektrolyt hergestellt. Im Anschluss daran wird auf den Elektrolyten eine weitere die Kathode bildende Schicht nasschemisch aufgebracht und bei einer weiteren Wärmebehandlung bei Temperaturen unterhalb 1000 DEG C wird gesintert und die Kathode stoffschlüssig mit dem Elektrolyten verbunden.

The invention relates to a method for producing solid oxide fuel cells (SOFCs) having a cathode-electrolyte-anode unit borne by a metal substrate. The aim of the invention is to provide solid oxide fuel cells that achieve increased strength, improved temperature cycling resistance, and secure adhesion of the layers forming the cathode-electrolyte-anode unit and that can be reproducibly produced without warping. In the method according to the invention, a layer forming the anode is first applied in a wet chemical process to a surface of a porous metal substrate used as a carrier of the cathode-electrolyte-anode unit. An element which has been sintered in a gas-tight manner in advance and forms the electrolyte is then laid on or applied to said layer forming the anode in a planar manner, and in a first heat treatment up to a maximum temperature of 1250 DEG C, the organic components contained in the layer forming the anode are expelled, said layer is sintered, and a bond is established between the substrate and the electrolyte. Then a further layer forming the cathode is applied to the electrolyte in a wet chemical process and is sintered in a further heat treatment at temperatures below 1000 DEG C, and the cathode is bonded to the electrolyte.