CZ305157B6 - Modification method of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis and surface-modified YSZ membrane - Google Patents

Modification method of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis and surface-modified YSZ membrane Download PDF

Info

Publication number
CZ305157B6
CZ305157B6 CZ2014-1A CZ20141A CZ305157B6 CZ 305157 B6 CZ305157 B6 CZ 305157B6 CZ 20141 A CZ20141 A CZ 20141A CZ 305157 B6 CZ305157 B6 CZ 305157B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
membrane
cas
modified
firing
ethanol
Prior art date
Application number
CZ2014-1A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ20141A3 (en
Inventor
Filip Karas
Martin Paidar
Karel Bouzek
Jakub Mališ
Original Assignee
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola chemicko-technologická v Praze filed Critical Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority to CZ2014-1A priority Critical patent/CZ305157B6/en
Publication of CZ20141A3 publication Critical patent/CZ20141A3/en
Publication of CZ305157B6 publication Critical patent/CZ305157B6/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

In the present invention, there is disclosed a preparation and manufacture of membranes for high-temperature electrolysis of water. A ceramic membrane, formed by a zirconium polycrystal and being stabilized by yttrium in cubical structure, serves as both a separator and a solid electrolyte. During manufacturing process, the membranes of that type are subjected to temperature above 1000 degC, where one of important parameters are their surface properties because of achievement of an optimal three-phase contact. The surface properties of the membrane were improved by the application of a modifying suspension formed by a mixture containing 0.13 percent by weight of zirconium oxide, 0.02 percent by weight of yttrium oxide and 99.85 percent by weight of ethanol, wherein after ethanol evaporation at a temperature of 20 degC and ethanol vapor pressure in the range of 5000 to 5200 Pa, firing of the membrane takes place. Firing temperature must not be too low in order to prevent joining of the membrane material with the modifying suspension on one side and at the same time too high, in order to prevent repeated formation of the surface of glassy character on the other side. Owing to this, the firing temperature is usually maintained in the range of 1200 to 1400 degC. Time interval, during which the membrane firing takes place and ranging from 1 to 5 hours, exhibits similar influence on the quality of the newly performed three-phase contact.

Description

Technické řešení se týká postupu modifikace povrchu YSZ membrány pro vysokoteplotní elektrolýzu, kdy zkratka YSZ pochází z angličtiny Yttria stabilized zirkonia (yttrium stabilizované zirkoniem). Membrána je iontově vodivá při teplotách nad 800 °C a povrchová modifikace umožňuje výrazně lepší kontakt mezi membránou a katalyzátorem.The technical solution concerns the process of modification of the surface of the YSZ membrane for high-temperature electrolysis, where the abbreviation YSZ comes from English Yttria stabilized zirconium (yttrium stabilized zirconium). The membrane is ionically conductive at temperatures above 800 ° C and surface modification allows for significantly better contact between the membrane and the catalyst.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době dochází k razantnímu nárůstu instalovaného výkonu větrných a solárních elektráren, jejichž produkce elektrické energie je obtížně předpověditelná. Jednou z možností skladování elektrické energie je takzvaná vodíková ekonomika, kdy nadbytečná elektrická energie je použita k výrobě vodíku z vody pomocí elektrolýzy, takto produkovaný vodík je skladován a v případě potřeby je použit pro produkci elektrické energie a tepla v palivových článcích.Currently, there is a sharp increase in the installed capacity of wind and solar power plants, whose electricity production is difficult to predict. One possibility of storing electricity is the so-called hydrogen economy, where excess electricity is used to produce hydrogen from water by electrolysis, the hydrogen produced in this way is stored and, if necessary, used to produce electricity and heat in fuel cells.

V závislosti na typu použitých palivových článků jsou kladeny různé nároky na čistotu použitého vodíku. Tento jev se zejména uplatňuje u palivových článků, jež používají katalyzátory na bázi platiny, protože tyto katalyzátory jsou velice náchylné na otravy simými sloučeninami. Při použití vodíku z elektrolýzy vody odpadá problém s nečistotami, protože takto produkovaný vodík dosahuje vysoké čistoty.Depending on the type of fuel cells used, different demands are placed on the purity of the hydrogen used. This phenomenon is particularly true for fuel cells that use platinum-based catalysts, since these catalysts are very susceptible to poisoning by simulated compounds. The use of hydrogen from water electrolysis eliminates the problem of impurities because the hydrogen produced in this way achieves high purity.

Jediná v současné době průmyslově provozovaná elektrolýza vody za účelem produkce vodíku je alkalická elektrolýza. Tato technologie je sice stálá, ale vyznačuje se vyšším provozním napětím, jež má za následek zvýšené provozní náklady. Díky nutnosti použití diafřagmy a nízkých proudových hustot dosahuje tato technologie malých časoprostorových výtěžků. Jistou nevýhodou představuje právě požadavek ustáleného provozu, kdy daná technologie není příliš vhodná pro vykrývání krátkodobých fluktulací ve spotřebě a produkci elektrické energie. Jednou z alternativ je použití kyselé membránové (PEM) elektrolýzy, jež dosahuje vyšších časoprostorových výtěžků. Bohužel při konstrukci PEM elektrolyzérů se uplatňují drahé perfluorované sulfonované polymery jako membrány a jako katalyzátory jsou používány platinové kovy. Z tohoto důvodu jsou PEM elektrolyzéry finančně nákladné po investiční stránce. Oproti alkalické elektrolýze však jejich výkon může být plynule měněn a proto jsou vhodným řešením problému s nadbytečnou produkcí elektrické energie. Jak alkalická, tak PEM elektrolýza produkují sice velice čistý vodík (s čistotou nad 99,9%) ale jedná se o nejdražší způsob výroby vodíku.The only industrial electrolysis water currently used to produce hydrogen is alkaline electrolysis. While this technology is stable, it is characterized by a higher operating voltage which results in increased operating costs. Due to the need for diaphragm and low current densities, this technology achieves low space-time yields. A certain disadvantage is the requirement of steady operation, where the technology is not very suitable for covering short-term fluctuations in consumption and production of electricity. One alternative is the use of acidic membrane (PEM) electrolysis, which achieves higher space-time yields. Unfortunately, expensive perfluorinated sulfonated polymers are used as membranes in the design of PEM electrolysers and platinum metals are used as catalysts. For this reason, PEM electrolysers are expensive to invest. Compared to alkaline electrolysis, however, their power can be varied continuously and are therefore a suitable solution to the problem of excess electricity production. Both alkaline and PEM electrolysis produce very pure hydrogen (with a purity above 99.9%), but it is the most expensive method of hydrogen production.

Vysokoteplotní elektrolýza probíhá při teplotách nad 800 °C, kdy sice roste celková energetická spotřeba, ale klesá množství energie, které je nutné dodat v podobě elektrické energie. Zbývající množství energie, lze dodat ve formě tepelné energie. V případě, že máme zdroj vysokopotenciálové tepelné energie, můžeme produkovat vodík s nižšími provozními náklady než v případě alkalické a PEM elektrolýzy. Zdrojem vysokopotenciálového tepla může být jaderná elektrárna s reaktory čtvrté generace, nebo koncentrační solární elektrárny. V případě použití koncentračních solárních elektráren ve spojení s klasickými fotovoltaickými panely, tak můžeme využít faktu, že maximum produkce elektrické energie se kiyje s obdobím nejvyšší teploty teplosměnného média koncentrační sluneční elektrárny.High-temperature electrolysis takes place at temperatures above 800 ° C, when the total energy consumption increases, but the amount of energy that must be supplied in the form of electricity is decreasing. The remaining amount of energy can be supplied in the form of thermal energy. If we have a source of high-potential thermal energy, we can produce hydrogen at lower operating costs than in the case of alkaline and PEM electrolysis. The source of high-potential heat can be a nuclear power plant with fourth generation reactors or a concentration solar power plant. When using concentration solar power plants in conjunction with conventional photovoltaic panels, we can take advantage of the fact that the maximum production of electricity is kiyje with the period of the highest temperature of the heat transfer medium of the concentration solar power plant.

Obrovskou výhodou vysokoteplotní elektrolýzy je fakt, že oproti PEM elektrolýze nepoužívá katalyzátory na bázi platinových kovů. Tyto katalyzátory jednak zvyšují celkovou investiční cenu, dále jsou problematickým místem celé technologie z hlediska poklesu jejich katalytické aktivity a velmi významným faktorem jsou jejich omezené zásoby v zemské kůře.The great advantage of high temperature electrolysis is that it does not use platinum metal catalysts as opposed to PEM electrolysis. These catalysts both increase the total investment price, furthermore are a problematic point of the whole technology in terms of a decrease in their catalytic activity and a very important factor is their limited reserves in the Earth's crust.

-1 CZ 305157 B6-1 CZ 305157 B6

Tak jako u všech membránových procesů je důležitých součástí vysokoteplotní elektrolýzy membrána (J. Will, A. Mitterdorfer, C. Kleinlogel, D. Perednis, J. J. Gaucker, Solid State Ionics 131, 2000, 79). V případě vysokoteplotní elektrolýzy se jedná o keramickou membránu s kubickou strukturou. Tato membrána je vodivá pro O2 ionty pohybujícími se vakancemi v její struktuře. Membrána je založena na oxidu zirkoničitém, jež je stabilizován oxidem yttritým. Obsah oxidu yttritého ovlivňuje množství vakancí ve struktuře membrány a poměrem yttrium/zirkon lze ovlivňovat celkovou iontovou vodivost membrány. Existují snahy o ovlivnění vodivosti membrány, zejména na povrchu membrány (T. He, Z. Lu, Y. Huang, P. Guan, J. Liu, W. Su, Journal of Alloys and Compounds 337, 2002, 231-236). Jednou z cest je modifikace povrchu pomocí kyseliny sírové a fosforečné za účelem zvýšení iontové vodivosti povrchových vrstev (H. Wang, L. Li, Y. Yang, G. Li, Jopumal of Power Sources 179 (1), 2008, 101-105). Bohužel při tomto způsobu modifikace povrchu membrány dochází k narušení vlastního monokrystalu a zhoršení mechanických vlastností výsledné membrány.As with all membrane processes, the membrane is an important component of high temperature electrolysis (J. Will, A. Mitterdorfer, C. Kleinlogel, D. Perednis, JJ Gaucker, Solid State Ionics 131, 2000, 79). In the case of high-temperature electrolysis, it is a ceramic membrane with a cubic structure. This membrane is conductive for O 2 ions by moving vacancies in its structure. The membrane is based on zirconium dioxide, which is stabilized with yttrium oxide. The yttrium oxide content affects the number of vacancies in the membrane structure and the yttrium / zirconium ratio can affect the overall ion conductivity of the membrane. Efforts have been made to influence the conductivity of the membrane, particularly on the membrane surface (T. He, Z. Lu, Y. Huang, P. Guan, J. Liu, W. Su, Journal of Alloys and Compounds 337, 2002, 231-236). One way is to modify the surface with sulfuric and phosphoric acid to increase the ionic conductivity of the surface layers (H. Wang, L. Li, Y. Yang, G. Li, Jopumal of Power Sources 179 (1), 2008, 101-105). . Unfortunately, this method of modifying the membrane surface disrupts the single crystal and deteriorates the mechanical properties of the resulting membrane.

Coby anoda slouží perskovit LaMnCf, jež je dopován přídavkem SrO za účelem zvýšením vodivosti. Katoda je tvořena směsí niklu s keramickým elektrolytem (YSZ) (Y. Zhang, Z. Lů, X. Huang, Μ. An, B. Wei, W. Su, Journal of Solid State Electrochemistry 15 (11-12) 2011, 2661— 2665).The anode serves as the anode of LaMnCf, which is doped with the addition of SrO to increase conductivity. The cathode consists of a mixture of nickel with ceramic electrolyte (YSZ) (Y. Zhang, Z. Lu, X. Huang, An An, B. Wei, W. Su, Journal of Solid State Electrochemistry 15 (11-12) 2011, 2661 2665).

Z elektro-katalytického hlediska je velice důležitý takzvaný třífázový kontakt, kdy je nutné docílit co možná nejlepšího kontaktu katalyzátoru s iontově vodivou fází (membrána), elektronově vodivou fází (elektrody) a plynnou fází (vodní pára). Zlepšení třífázového kontaktu lze dosáhnout modifikací povrchu membrány. Vlastní membrána je totiž vyráběna ze směsi příslušných oxidů, jež jsou ve formě prášku nejdříve slisovány a následně vypáleny při teplotách nad 1400 °C. Tento proces sice zajistí homogenní strukturu membrány, která se však vyznačuje kompaktní vrstvou na povrchu sklovitého charakteru, jež umožňuje pouze malý třífázový kontakt.From the electro-catalytic point of view, the so-called three-phase contact is very important, where it is necessary to achieve the best possible contact of the catalyst with the ion-conducting phase (membrane), electron-conducting phase (electrodes) and gas phase (water vapor). The improvement of the three-phase contact can be achieved by modifying the membrane surface. The membrane itself is produced from a mixture of the respective oxides, which are first compressed in powder form and then fired at temperatures above 1400 ° C. While this process ensures a homogeneous membrane structure, it is characterized by a compact layer on the glassy surface, which allows only a small three-phase contact.

Jednou z cest je přidání vrstvy s přesně definovanou strukturou, jejíž tloušťka se pohybuje řádově v nanometrech (Z. Fan, C.-C. Chao, F. Hossein-Babaei, F. B. Prinz, Journal of Materials Chemistry 21 (29), 2011, 10903-10906). Další možnou cestou je syntéza této vrstvy na vlastním substrátu z různých prekurzorů (L. A. Dunyushkina, A. I. Vshivkova, A. A. Pankratov, B. D. Antonov, V. P. Gorelov, Russian Journal of Electrochemistry 46(7), 2010, 767-773). Nevýhodou tohoto postupuje tvorba do jisté míry kompaktní vrstvy, která nám zvyšuje celkový odpor membrány a zvyšuje tak energetické nároky na vlastní proces elektrolýzy. V případě syntézy vrstvy z prekurzorů na bázi dusičnanů yttria a oxochloridů zirkonia se vystavujeme nebezpečí snížení životnosti jednak vypalovací pece, v průběhu vlastního výpalu vlivem rozkladných produktů a dále pak kontaminací katalytické vrstvy zbytky rozkladných produktů.One way is to add a layer with a precisely defined structure whose thickness ranges in the order of nanometers (Z. Fan, C.-C. Chao, F. Hossein-Babaei, FB Prinz, Journal of Materials Chemistry 21 (29), 2011, 10903-10906). Another possible way is to synthesize this layer on its own substrate from various precursors (L. A. Dunyushkina, A. I. Vshivkova, A. A. Pankratov, B. D. Antonov, V. P. Gorelov, Russian Journal of Electrochemistry 46 (7), 2010, 767-773). The disadvantage of this process is the formation of a somewhat compact layer, which increases the overall resistance of the membrane and thus increases the energy requirements for the electrolysis process itself. In the case of the synthesis of a layer of yttrium nitrate precursors and zirconium oxochlorides, we run the risk of reducing the lifetime of the kiln, during the firing process due to decomposition products and contamination of the catalytic layer with residues of decomposition products.

Další možnou cestou je tvorba 3D struktury na povrchu vlastní membrány (Y. Gong, W. Ji, X. Xie, H. Wang, Solid State Ionics 192, 2011, 505—509), kdy sice dochází k významnému nárůstu plochy membrány, jež může být v kontaktu s katalyzátorem, ale současně dochází k významnému nárůstu odporu membrány, protože vlastní 3D struktura je tvořena relativně málo vodivým materiálem membrány. Dalším důležitým efektem je tvorba sklovitého povrchu na 3D struktuře, protože vlastní materiál musí být před nanesením na membránu sintrován.Another possible way is to create a 3D structure on the surface of the membrane itself (Y. Gong, W. Ji, X. Xie, H. Wang, Solid State Ionics 192, 2011, 505-509), although there is a significant increase in membrane area, which it may be in contact with the catalyst, but at the same time there is a significant increase in membrane resistance because the 3D structure itself is made up of relatively low conductive membrane material. Another important effect is the formation of a glassy surface on the 3D structure, since the material itself must be sintered before being applied to the membrane.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Postup dle vynálezu je vhodný pro přípravu a výrobu membrán pro vysokoteplotní elektrolýzu vody. V tomto procesu slouží jako separátor a pevný elektrolyt keramická membrána, která je tvořena polykrystalem zirkonia, jež je stabilizovaná yttriem v kubické struktuře. Tyto membrány jsou v průběhu výroby vystaveny teplotám nad 1000 °C, což má za následek tvorbu hladkého povrchu membrány. Hladký povrch je však nežádoucí, protože neumožňuje tvorbu dostatečného třífázového kontaktu, mezi membránou, elektrodou a plynnou fází. Materiál membrány se oproti ostatním materiálům uplatněným ve vysokoteplotním elektrolyzéru vyznačuje nejnižší vodivostí,The process according to the invention is suitable for the preparation and manufacture of membranes for high temperature electrolysis of water. In this process, a ceramic membrane consisting of a zirconium polycrystal stabilized by yttrium in the cubic structure serves as a separator and solid electrolyte. These membranes are exposed to temperatures above 1000 ° C during production, resulting in a smooth membrane surface. However, a smooth surface is undesirable since it does not allow for sufficient three-phase contact between the membrane, electrode and gas phase. The membrane material has the lowest conductivity compared to other materials used in the high temperature electrolyzer,

-2CZ 305157 B6 tudíž zde vznikají největší ztráty, což má negativní vliv na celkovou efektivitu procesu elektrolýzy vody.Thus, the greatest losses occur here, which has a negative effect on the overall efficiency of the water electrolysis process.

Vyjmenované problémy se podařilo vyřešit aplikací modifikující suspenze, jež je tvořena směsí oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, oxidu yttritého CAS 1314—36—9 a ethanolu CAS 64-17-5, kdy po odpaření ethanolu, dojde k výpalu membrány. Suspenze pro modifikaci povrchu YSZ membrán pro vysokoteplotní elektrolýzu obsahuje oxid zirkoničitý CAS 1314-23-4 s výhodou 0,1 až 0,14 % hmotn. oxid yttritý CAS 1314-36-9 s výhodou 0,01 až 0,05 % hmotn. a ethanol CAS 64-17-5 s výhodou 99,85 % hmotn., přičemž suma oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4 s oxidem yttritým CAS 1314-36-9 a ethanolu CAS 64-17-5 dosahuje vždy hodnoty 100 % hmotn. Teplota výpalu nesmí být příliš nízká, aby došlo ke spojení materiálu membrány s modifikující suspenzí a zároveň příliš vysoká, aby nedošlo k opětovné tvorbě povrchu skelného charakteru. Podobný vliv na kvalitu nově vytvořeného třífázového kontaktu má i doba, po kterou dochází k výpalu. Množství nanesené modifikující suspenze, musí být velmi malé, protože při nanesení příliš velkého množství suspenze, by došlo výraznému zvýšení objemu membrány, což by mělo negativní vliv na účinnost celého procesu.These problems have been solved by the application of a modifying suspension consisting of a mixture of zirconium oxide CAS 1314-23-4, yttrium oxide CAS 1314-36-9 and ethanol CAS 64-17-5, which, when ethanol is evaporated, causes membrane firing. The surface modification suspension of the YSZ membranes for high temperature electrolysis comprises zirconia CAS 1314-23-4, preferably 0.1 to 0.14% by weight. Yttrium oxide CAS 1314-36-9 preferably 0.01 to 0.05 wt. and ethanol CAS 64-17-5 preferably 99.85% by weight, wherein the sum of zirconia CAS 1314-23-4 with yttrium oxide CAS 1314-36-9 and ethanol CAS 64-17-5 always reaches 100% by weight. . The firing temperature must not be too low to combine the membrane material with the modifying suspension and at the same time too high to prevent the glass surface from recreating. The firing time has a similar effect on the quality of the newly formed three-phase contact. The amount of the modifying suspension applied must be very small, since if too much suspension is applied, there would be a significant increase in membrane volume, which would have a negative effect on the efficiency of the entire process.

Modifikovaný polykrystal musí být dokonale očištěn od mechanických nečistot a lubrikantů, jež by zhoršovaly přilnutí modifikující suspenze. Z důvodu dosažení a homogenního rozvrstvení suspenze na povrchu monokrystalu, musí být monokrystal umístěn na nivelační podklad. 10 až 20 μΐ v ultrasonické lázni homogenizované suspenze je naneseno na povrch polykrystalu v bezprašném prostředí a následně musí být odpařeno rozpouštědlo, při teplotě 20 °C a parciálním tlaku ethanolu (CAS 64-17-5) 5000 až 5200 Pa.The modified polycrystalline must be perfectly cleaned of mechanical impurities and lubricants that would impair adhesion of the modifying suspension. In order to achieve a homogeneous stratification of the suspension on the surface of the single crystal, the single crystal must be placed on a leveling base. 10 to 20 μΐ in an ultrasonic bath of the homogenised suspension is applied to the surface of the polycrystalline in a dust-free environment and subsequently the solvent must be evaporated at a temperature of 20 ° C and a partial pressure of ethanol (CAS 64-17-5) of 5000 to 5200 Pa.

Po odpaření rozpouštědla musí být polykrystal s nanesenou vrstvou modifikující přísady vypálen. Výpal probíhá při teplotě 1200 až 1400 °C po dobu 1 až 5 hod, přičemž veškeré změny teploty probíhají rychlostí 2 °C min'1.After evaporation of the solvent, the polycrystalline with the applied additive modifying layer must be fired. Firing takes place at a temperature of 1200 to 1400 ° C for 1 to 5 hours, with all temperature changes occurring at a rate of 2 ° C min -1 .

Hlavní výhodou tohoto postupuje, že membrány modifikované suspenzí podle tohoto technického řešení jsou iontově vodivé v celém svém objemu.The main advantage of this procedure is that the suspension-modified membranes of the present invention are ionically conductive throughout their volume.

Pevná fáze suspenze umožňuje vznik kubické struktuiy a nemá negativní vliv na katalyzátor.The solid phase of the suspension allows the formation of a cubic structure and has no adverse effect on the catalyst.

Membrána s povrchem modifikovaným touto suspenzí vykazuje výrazně lepší přilnavost ke katalyzátoru oproti membráně s nemodifikovaným povrchem.A membrane with a surface modified by this suspension exhibits a significantly better adhesion to the catalyst than a membrane with an unmodified surface.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Obr. 1 zobrazuje obrázek lomu membrány bez modifikace suspenzí s nanesenou katalytickou vrstvou. Obr. 2 představuje obrázek lomu membrány s modifikovaným povrchem suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4 a 0,02 % hmotn. oxidu yiiritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež byla vypalována při teplotě 1200 °C po dobu 3 hodin. Obr. 3 zobrazuje lom membrány s modifikovaným povrchem suspenzí o obsahu 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23^4 a 0,02 % hmotn. oxidu yiiritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 6-17,5, jež byla vypalována při teplotě 1315 °C po dobu 2 hodin. Na Obr. 4 je zobrazen lom membrány s modifikovaným povrchem suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4 a 0,02 % hmotn. oxidu yiiritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež byla vypalována při teplotě 1315 °C po dobu 4 hodin. Obr. 5 představuje obrázek lomu membrány s modifikovaným povrchem suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4 a 0,02 % hmotn. oxidu yiiritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež byla vypalována při teplotě 1400 °C po dobu 1 hodiny. Na Obr. 6 je zobrazen lem membrány s modifikovaným povrchem suspenzí o obsahu 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4 aGiant. 1 is a drawing of a fracture of a membrane without modification of the catalyst-coated slurries. Giant. 2 is a drawing of a fracture surface of a modified suspension surface containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4 and 0.02 wt. % of ammonium trioxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which has been fired at 1200 ° C for 3 hours. Giant. 3 shows the fracture of a modified surface of a suspension having a content of 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4 and 0.02 wt. % of ammonium trioxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. ethanol CAS 6-17.5, which was fired at 1315 ° C for 2 hours. In FIG. 4 shows a fracture of a modified suspension surface membrane containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4 and 0.02 wt. % of ammonium trioxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which has been fired at 1315 ° C for 4 hours. Giant. 5 is a fracture image of a modified suspension surface membrane containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4 and 0.02 wt. % of ammonium trioxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which was fired at 1400 ° C for 1 hour. In FIG. 6 shows a rim of the membrane with a modified suspension surface of 0.13 wt. Zirconium dioxide CAS 1314—23—4 a

-3 CZ 305157 B6-3 CZ 305157 B6

0,02% hmotn. oxidu yiiritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež byla vypalována při teplotě 1400 °C po dobu 5 hodin.0.02 wt. % of ammonium trioxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which has been fired at 1400 ° C for 5 hours.

Příklad uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1 (srovnávací) (Obr. 1)Example 1 (comparative) (Fig. 1)

YSZ membrána bez povrchové modifikace suspenzí.YSZ membrane without surface modification of suspensions.

Membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotu 3,2 mA.cnf2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 14,3 mA.cm-2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty 54,7 mA.cm-2.The membrane has a current density of 3.2 mA.cnf 2 at 800 ° C and an applied voltage of 1.2 V, which rises to 14.3 mA.cm -2 at 1.4 V and reaches 54.7 mA.cm -2 .

Na obr. 1 je zachycen lom materiálem membrány a katalytické vrstvy ze skenovacího elektronového mikroskopu.FIG. 1 shows the fracture of the scanning electron microscope material of the membrane and catalytic layer.

Příklad 2Example 2

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1200 °C po dobu 1 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. zirconium dioxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1200 ° C for 1 hour.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

3,4 mA.cm-2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 15,1 mA.cm-2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty3.4 mA.cm -2 , which rises to 15.1 mA.cm -2 at 1.4 V, reaching 1.6 V at 1.6 V

56,2 mA.cm-2.56.2 mA.cm -2 .

Příklad 3Example 3

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23^4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1200 °C po dobu 2 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. zirconium dioxide CAS 1314-23 ^ 4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1200 ° C for 2 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

4,1 mA.cnf2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 17,0 mA.cm 2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty4.1 mA.cnf 2 , which at 1.4 V rises to 17.0 mA.cm 2 and reaches 1.6 V at 1.6 V

57,3 mA.cm 2.57.3 mA.cm 2 .

Příklad 4Example 4

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314 23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1200 °C po dobu 3 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314 23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1200 ° C for 3 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotu 4,8 mA.cm 2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 19,3 mA.cm 2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnotyThe modified membrane exhibits a current density of 4.8 mA.cm 2 at 800 ° C and an applied voltage of 1.2 V, which rises to 19.3 mA.cm 2 at 1.4 V and reaches

59,1 mA.cm 2.59.1 mA.cm 2 .

-4CZ 305157 B6-4GB 305157 B6

Na obr. 2 je zachycen lom materiálem membrány s modifikovaným povrchem a katalytické vrstvy ze skenovacího elektronového mikroskopu.FIG. 2 shows the fracture of the modified surface membrane material and the catalytic layer from a scanning electron microscope.

Příklad 5Example 5

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1200 °C po dobu 4 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1200 ° C for 4 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

5,4 mA.cm2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 21,2 mA.cm2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty 63,8 mA.cm 2.5.4 mA.cm 2 , which increases to 21.2 mA.cm 2 at 1.4 V and reaches 63.8 mA.cm 2 at 1.6 V.

Příklad 6Example 6

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1200 °C po dobu 5 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1200 ° C for 5 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

4,7 mA.cm-2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 18,5 mA.cm-2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty4.7 mA.cm -2 , which rises to 18.5 mA.cm -2 at 1.4 V, reaching 1.6 V at 1.6 V

60,1 mA.cm-2.60.1 mA.cm -2 .

Příklad 7Example 7

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1315 °C po dobu 1 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. zirconium dioxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1315 ° C for 1 hour.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

4,2 mA.cm-2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 17,7 mA.cm 2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty 64,6 mA.cm-2.4.2 mA.cm -2 , which increases to 17.7 mA.cm 2 at 1.4 V and reaches 64.6 mA.cm -2 at 1.6 V.

Příklad 8Example 8

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1315 °C po dobu 2 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1315 ° C for 2 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

8,5 mA.cm-2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 23,8 mA.cm-2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty8.5 mA.cm -2 , which at 1.4 V rises to 23.8 mA.cm -2 and reaches 1.6 V at 1.6 V

70,2 mA.cm 2.70.2 mA.cm 2 .

Na obr. 3 je zachycen lom materiálem membrány s modifikovaným povrchem a katalytické vrstvy ze skenovacího elektronového mikroskopu.Fig. 3 shows the fracture of the modified surface membrane material and the catalytic layer from a scanning electron microscope.

-5CZ 305157 B6-5GB 305157 B6

Příklad 9Example 9

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1315 °C po dobu 3 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1315 ° C for 3 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

8.5 mA.cm 2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 23,5 mA.cm 2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty8.5 mA.cm 2 , which rises to 23.5 mA.cm 2 at 1.4 V, reaching 1.6 V at 1.6 V

69.5 mA.cm“2.69.5 mA.cm “ 2 .

Příklad 10Example 10

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1315 °C po dobu 4 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. zirconium dioxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1315 ° C for 4 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

7.7 mA.cm“2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 23,0 mA.cm“2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty7.7 mA.cm “ 2 , which at 1.4 V rises to 23.0 mA.cm“ 2 and reaches 1.6 V at 1.6 V

68.7 mA.cm“2.68.7 mA.cm “ 2 .

Na obr. 4 je zachycen lom materiálem membrány s modifikovaným povrchem a katalytické vrstvy ze skenovacího elektronového mikroskopu.Fig. 4 shows the fracture of the modified surface membrane material and the catalytic layer from a scanning electron microscope.

Příklad 11Example 11

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1315 °C po dobu 5 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. zirconium dioxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1315 ° C for 5 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotu 7,1 mA.cm“2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 21,9 mA.cm“2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnotyThe modified membrane exhibits a current density of 7.1 mA.cm < 2 > at a temperature of 800 [deg.] C. and an applied voltage of 1.2 V, which rises to 21.9 mA.cm < 2 > reaches value

66,4 mA.cm“2.66.4 mA.cm “ 2 .

Příklad 12Example 12

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1400 °C po dobu 1 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1400 ° C for 1 hour.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

4.2 mA.cm 2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 17,8 mA.cm 2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty4.2 mA.cm 2 , which at 1.4 V rises to 17.8 mA.cm 2 and reaches 1.6 V at 1.6 V

59.2 mA.cm“2.59.2 mA.cm “ 2 .

Na obr. 5 je zachycen lom materiálem membrány s modifikovaným povrchem a katalytické vrstvy ze skenovacího elektronového mikroskopu.FIG. 5 shows the fracture of the modified surface membrane material and the catalytic layer from a scanning electron microscope.

-6CZ 305157 B6-6GB 305157 B6

Příklad 13Example 13

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1400 °C po dobu 2 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1400 ° C for 2 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

4,4 mA.cm“2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 18,3 mA.cm 2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty 62,1 mA.cm“2.4.4 mA.cm "2, which at a voltage of 1.4 V rises to 18.3 mA.cm 2 and a voltage of 1.6 V reaches 62.1 mA.cm" 2.

Příklad 14Example 14

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314—23—4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1400 °C po dobu 3 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. % zirconium oxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1400 ° C for 3 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

4,3 mA.cm 2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 18,1 mA.cm“2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty4.3 mA.cm 2 , which at 1.4 V rises to 18.1 mA.cm 2 and reaches 1.6 V at 1.6 V

61,7 mA.cm“2.61.7 mA.cm “ 2 .

Příklad 15Example 15

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1400 °C po dobu 4 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. zirconium dioxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1400 ° C for 4 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotuThe modified membrane exhibits a current density of 800 V at an applied voltage of 1.2 V

4,2 mA.cm“2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 17,7 mA.cm“2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnoty 61,0 mA.cm“2.4.2 mA.cm “ 2 , which rises to 17.7 mA.cm“ 2 at 1.4 V, and reaches 61.0 mA.cm ” 2 at 1.6 V.

Příklad 16Example 16

YSZ membrána jejíž povrch byl modifikován suspenzí s obsahem 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého CAS 1314-23-4, 0,02 % hmotn. oxidu yttritého CAS 1314-36-9 a 99,85 % hmotn. ethanolu CAS 64-17-5, jež dle tohoto řešení byla podrobena výpalu při teplotě 1400 °C po dobu 5 hod.YSZ membrane whose surface was modified with a suspension containing 0.13 wt. zirconium dioxide CAS 1314-23-4, 0.02 wt. % Yttrium oxide CAS 1314-36-9 and 99.85 wt. of ethanol CAS 64-17-5, which according to this solution was subjected to firing at 1400 ° C for 5 hours.

Modifikovaná membrána vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotu 3,9 mA.cm 2, jež při napětí 1,4 V vzroste na 17,3 mA.cm“2 a při napětí 1,6 V dosahuje hodnotyThe modified membrane has a current density of 3.9 mA.cm 2 at 800 ° C and an applied voltage of 1.2 V, which rises to 17.3 mA.cm 2 at 1.4 V and reaches 1.6 V at a voltage of 1.6 V values

60,3 mA.cm“2.60.3 mA.cm “ 2 .

Na obr. 6 je zachycen lom materiálem membrány s modifikovaným povrchem a katalytické vrstvy ze skenovacího elektronového mikroskopu.FIG. 6 shows the fracture of the modified surface membrane material and the catalytic layer from a scanning electron microscope.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Postup je vhodný pro výrobu membrán pro vysokoteplotní elektrolyzéry s pevným elektrolytem, jejichž pracovní teplota je 800 °C.The process is suitable for producing membranes for high temperature solid electrolyte cells having an operating temperature of 800 ° C.

Claims (2)

5 1. Způsob modifikace povrchu YSZ membrány pro vysokoteplotní elektrolýzu, vyznačující se tím, že na povrch YSZ membrány se sklovitým charakterem se aplikuje modifikující suspenze o složení 0,13 % hmotn. oxidu zirkoničitého (CAS 1314-23-4), 0,02 % hmotn. oxidu yttritého (CAS 1314-36-9) a 99,85 % hmotn. ethanolu (CAS 64-17-5), poté se odpařuje rozpouštědlo při teplotě 20 °C a tlaku par ethanolu (CAS 64-17-5) 5000 až 5200 Pa, dále následuje ío výpal při teplotě 1200 až 1400 °C po dobu 1 až 5 hodin, kdy změna teploty činí 2 °C min-1.A process for modifying the surface of a YSZ membrane for high temperature electrolysis, characterized in that a modifying suspension having a composition of 0.13% by weight is applied to the glassy YSZ membrane surface. % zirconium dioxide (CAS 1314-23-4), 0.02 wt. % Yttrium oxide (CAS 1314-36-9) and 99.85 wt. ethanol (CAS 64-17-5), then the solvent is evaporated at a temperature of 20 ° C and a vapor pressure of ethanol (CAS 64-17-5) of 5000 to 5200 Pa, followed by firing at 1200 to 1400 ° C for 1 hour. up to 5 hours when the temperature change is 2 ° C min -1 . 2. Povrchově modifikovaná YSZ membrána způsobem podle nároku 1, vyznačující se tím, že vykazuje při teplotě 800 °C a vloženém napětí 1,2 V proudovou hustotu 3,4 až2. The surface-modified YSZ membrane according to claim 1, characterized in that it has a current density of 3.4 to 800 V at an applied voltage of 1.2 V. 8,5 mA.cm“2, při vloženém napětí 1,4 V proudovou hustotu 15,1 až 23,8 mA.cm”2 a při vloženém8.5 mA.cm “ 2 , at an applied voltage of 1.4 V, current density 15.1 to 23.8 mA.cm” 2, and at an 15 napětí 1,6 V proudovou hustotu 56,2 až 70,2 mA.cm 2 v závislosti na teplotě a době výpalu aplikované suspenzi.15 voltage 1.6 V current density 56.2 to 70.2 mA.cm 2 depending on the temperature and the firing time of the applied suspension.
CZ2014-1A 2014-01-02 2014-01-02 Modification method of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis and surface-modified YSZ membrane CZ305157B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-1A CZ305157B6 (en) 2014-01-02 2014-01-02 Modification method of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis and surface-modified YSZ membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-1A CZ305157B6 (en) 2014-01-02 2014-01-02 Modification method of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis and surface-modified YSZ membrane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20141A3 CZ20141A3 (en) 2015-05-20
CZ305157B6 true CZ305157B6 (en) 2015-05-20

Family

ID=53266932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-1A CZ305157B6 (en) 2014-01-02 2014-01-02 Modification method of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis and surface-modified YSZ membrane

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ305157B6 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04308664A (en) * 1991-04-04 1992-10-30 Toutsuu:Kk Film forming method for solid electrolyte in fuel cell
JPH0589883A (en) * 1991-09-25 1993-04-09 Tokyo Gas Co Ltd Method for forming fuel electrode of solid electrolyte type fuel cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04308664A (en) * 1991-04-04 1992-10-30 Toutsuu:Kk Film forming method for solid electrolyte in fuel cell
JPH0589883A (en) * 1991-09-25 1993-04-09 Tokyo Gas Co Ltd Method for forming fuel electrode of solid electrolyte type fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20141A3 (en) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2928790C (en) Anode for alkaline water electrolysis
Luo et al. Bipolar membrane-assisted solar water splitting in optimal pH
Gao et al. Energetics of nanoparticle exsolution from perovskite oxides
Karimi et al. Metal carbide and oxide supports for iridium-based oxygen evolution reaction electrocatalysts for polymer-electrolyte-membrane water electrolysis
Mizusaki et al. A Chemical Diffusion‐Controlled Electrode Reaction at the Compact La1− x Sr x MnO3/Stabilized Zirconia Interface in Oxygen Atmospheres
Matsumoto et al. Proton-conducting oxide and applications to hydrogen energy devices
Danilov et al. Multifactor performance analysis of reversible solid oxide cells based on proton-conducting electrolytes
NO331842B1 (en) Catalyst for water electrolysis and process for its preparation and use
Chen et al. Base–acid hybrid water electrolysis
Hanif et al. Proton-conducting solid oxide electrolysis cells: Relationship of composition-structure-property, their challenges, and prospects
Ali et al. Influence of sintering temperature on the power density of samarium-doped-ceria carbonate electrolyte composites for low-temperature solid oxide fuel cells
Wang et al. Core–shell structured Li 0.33 La 0.56 TiO 3 perovskite as a highly efficient and sulfur-tolerant anode for solid-oxide fuel cells
Zhou et al. Study of CO2 and H2O direct co-electrolysis in an electrolyte-supported solid oxide electrolysis cell by aqueous tape casting technique
Yusoff et al. Recent advances and influencing parameters in developing electrode materials for symmetrical solid oxide fuel cells
RU93804U1 (en) HYDROGEN ELECTROCHEMICAL CELL
Xu et al. Enhanced CO 2 electrolysis with synergistic doping in perovskite cathode materials
Luo et al. Effects of A-site deficiency on the electrical conductivity and stability of (La, Co) co-doped SrTiO3 anode materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells
CZ305157B6 (en) Modification method of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis and surface-modified YSZ membrane
JP6625856B2 (en) Steam electrolysis cell
KR101952806B1 (en) Metal-supported solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof
KR101963172B1 (en) Solid Oxide Electrolysis Cells for Production of Synthesis Gas from CO2-Containing Biogas
JP2016033257A (en) Cell for water vapor electrolysis
CZ27353U1 (en) Composition of a suspension for modification of YSZ membrane surface for high-temperature electrolysis
CN111244467A (en) Method for stabilizing cathode of solid oxide fuel cell
Amar et al. Synthesis of Ammonia Directly from Air and Water v ia a Single-Chamber Reactor Using Lanthanum Chromite-Based Composite as an Electrocatalyst

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20150102

MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20190102