An electrode/electrolyte structure is prepared by a plurality of methods.
An unsintered (possibly bisque fired) moderately catalytic
electronically-conductive or homogeneous mixed ionic electronic conductive
electrode material is deposited on a layer composed of a sintered or
unsintered ionically-conductive electrolyte material prior to being
sintered. A layer of particulate electrode material is deposited on an
unsintered ("green") layer of electrolyte material and the electrode and
electrolyte layers are sintered simultaneously, sometimes referred to as
"co-firing," under conditions suitable to fully densify the electrolyte
while the electrode retains porosity. Or, the layer of particulate
electrode material is deposited on a previously sintered layer of
electrolyte, and then sintered. Subsequently, a catalytic material is
added to the electrode structure by infiltration of an electrolcatalyst
precursor (e.g., a metal salt such as a transition metal nitrate). This
may be followed by low temperature firing to convert the precursor to
catalyst. The invention allows for an electrode with high electronic
conductivity and sufficient catalytic activity to achieve high power
density in an ionic (electrochemical) device such as fuel cells and
electrolytic gas separation systems.
Una estructura de electrode/electrolyte es preparada por una pluralidad de métodos. Unsintered (posiblemente bisque encendido) electro'nico-conductor moderado catalítico o el material conductor electrónico iónico mezclado homogéneo del electrodo se deposita en una capa integrada por haber sinterizado o unsintered el material ionically-conductor del electrólito antes de la sinterización. Una capa de material de partículas del electrodo se deposita en unsintered ("verde") la capa de material del electrólito y las capas del electrodo y del electrólito se sinterizan simultáneamente, referido a veces como la "co-leña," bajo condiciones convenientes densify completamente el electrólito mientras que el electrodo conserva porosidad. O, la capa de material de partículas del electrodo se deposita en una capa previamente sinterizada del electrólito, y después se sinteriza. Posteriormente, un material catalítico es agregado a la estructura del electrodo por la infiltración de un precursor del electrolcatalyst (e.g., una sal del metal tal como un nitrato del metal de la transición). Esto se puede seguir por la leña de la baja temperatura para convertir el precursor al catalizador. La invención permite un electrodo con alta conductividad electrónica y suficiente actividad catalítica para alcanzar densidad de alta energía en un dispositivo (electroquímico) iónico tal como células de combustible y sistemas electrolíticos de la separación del gas.
