[发明专利]包含致密氧阻隔层的燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池，包括：

第一电化学电池；

第二电化学电池；

设置成将电子流从所述第一电化学电池传导至所述第二电化学电池的互连件；和

分隔所述互连件与阴极或紧邻所述阴极的阴极导体层之一的致密氧阻隔层，其中所述致密阻隔层由显示低孔隙率和高电导率的陶瓷材料形成，使得所述致密氧阻隔层减少来自所述互连件的至少一种贵金属损失或者所述互连件中镍金属的氧化。

2.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止氧从阴极或阴极导体层之一扩散到所述互连件中。

3.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层将所述互连件与空气环境分隔，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止氧从空气环境扩散到所述互连件中。

4.如权利要求3所述的燃料电池，其中所述高电导率和低孔隙率增加了所述致密氧阻隔层与所述互连件的接触，以允许在燃料电池运行期间使电子从所述互连件传输到所述阴极或所述阴极导体层之一并且来自所述互连件的面比电阻(ASR)贡献较低。

5.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止所述贵金属从所述互连件扩散到阴极或阴极导体层之一中。

6.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止燃料电池运行期间所述互连件中的贵金属蒸发。

7.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止所述互连件中的镍氧化形成氧化镍，其中所述互连件中的镍从第一电池的阳极或阳极导体迁移通过化学阻隔层至所述互连件的金属相。

8.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层显示约10体积％或更小的孔隙率。

9.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层显示约1S/cm或更大的电子电导率。

10.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述贵金属包括Pd。

11.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述致密氧阻隔层与电解质重叠并且包埋于所述电解质和所述阴极导体层的延伸部分之间以减少寄生损失。

12.一种制造燃料电池的方法，所述方法包括形成第一电化学电池，第二电化学电池，被配置为将电子从所述第一电化学电池传导至所述第二电化学电池的互连件，以及将所述互连件与阴极或紧邻所述阴极的阴极导体层之一分开的致密氧阻隔层，其中所述致密阻隔层由呈现低孔隙率和高电导率的陶瓷材料形成，使得所述致密氧阻隔层减少来自互连件的至少一种贵金属损失或者互连件中镍金属的氧化。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止氧从阴极或阴极导体层之一扩散到所述互连件中。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述致密氧阻隔层将所述互连件与空气环境分隔，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止氧从空气环境扩散到所述互连件中。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述高电导率和低孔隙率增加了所述致密氧阻隔层与所述互连件的接触，以允许在燃料电池运行期间使电子从所述互连件传输到所述阴极或所述阴极导体层之一并且来自所述互连件的面比电阻(ASR)贡献较低。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止所述贵金属从所述互连件扩散到阴极或阴极导体层之一中。

17.如权利要求12所述的方法，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止燃料电池运行期间所述互连件中的贵金属蒸发。

18.如权利要求12所述的方法，其中所述致密氧阻隔层的低孔隙率防止所述互连件中的镍氧化形成氧化镍，其中所述互连件中的镍从第一电池的阳极或阳极导体迁移通过化学阻隔层至所述互连件的金属相。

19.如权利要求12所述的方法，其中所述致密氧阻隔层显示约10体积％或更小的孔隙率和约1S/cm或更大的电导率。

20.一种方法，包括控制燃料电池系统运行以产生电力，其中所述燃料电池系统包括：

第一电化学电池；

第二电化学电池；

设置成将电子流从所述第一电化学电池传导至所述第二电化学电池的互连件；和

分隔所述互连件与阴极或紧邻所述阴极的阴极导体层之一的致密氧阻隔层，其中所述致密阻隔层由显示低孔隙率和高电导率的陶瓷材料形成，使得所述致密氧阻隔层减少来自所述互连件的至少一种贵金属损失或者所述互连件中镍金属的氧化。