DE10358788A1

DE10358788A1 - Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE10358788A1
Application number: DE10358788A
Authority: DE
Inventors: Marc Dr. Bednarz; Marc Dr. Steinfort
Original assignee: MTU CFC Solutions GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions Augsburg GmbH
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-07-14

Abstract

Es wird eine Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, die eine Anode (1), eine Kathode und eine zwischen Anode (1) und Kathode angeordnete Elektrolytmatrix aufweist, beschrieben, wobei die Anodenhalbzelle (11) die Anode (1) und einen die Anode (1) kontaktierenden und einen Strömungspfad für ein der Anode (1) zuzuführendes Brenngas bildenden Stromkollektor (4) sowie ein an der der Elektrolytmatrix abgewandten Seite des Stromkollektors (4) vorgesehenes Katalysatormaterial (6) enthält. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen dem Stromkollektor (4) und der Anode (1) eine poröse Reinnickelschicht (13) vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann auf der der Anode (1) abgewandten Seite zwischen dem porösen Stromkollektor (4) und dem Katalysatormaterial (6) eine weitere poröse Reinnickelschicht (14) vorgesehen sein. Ziel der Erfindung ist es, eine Anodenhalbzelle für eine Schmelzkarbonatbrennstoffzelle anzugeben, die für lange Zeit und mit einer hohen Zuverlässigkeit unanfällig gegen eine Wanderung von Elektrolymaterial von der Elektrolymatrix zum Katalysatormaterial ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Schmelzkarbonatbrennstoffzelle enthält eine Anode, eine Kathode und eine zwischen Anode und Kathode angeordnete Elektrolytmatrix, wobei die Anodenhalbzelle die Anode und einen die Anode kontaktierenden Stromkollektor umfasst. Der Stromkollektor bildet den elektrischen Kontakt für die Anode und weiterhin einen Strömungspfad für ein der Anode zuzuführendes Brenngas. An der der Elektrolytmatrix abgewandten Seite des Stromkollektors ist ein Katalysatormaterial vorgesehen, welches der internen Reformierung des zugeführten Brenngases dient. Dieses Katalysatormaterial kann typischerweise in Form einer Beschichtung auf dem Anodenstromkollektor vorgesehen sein.
Entsprechend enthält eine Schmelzkarbonatbrennstoffzelle typischerweise auch eine Kathodenhalbzelle, welche die Kathode und einen die Kathode kontaktierenden Stromkollektor umfasst, der einerseits einen elektrischen Kontakt und andererseits einen Strömungspfad für ein der Kathode zuzuführendes oxidierendes Gas bildet.
Allgemeines Ziel ist es, Schmelzkarbonatbrennstoffzellen so darzustellen, dass sie eine möglichst hohe Lebensdauer mit hohem Wirkungsgrad und geringer Reparaturanfälligkeit aufweisen.
Eine im Betrieb problematische Deaktivierung des Katalysatormaterials kann erfolgen durch Übertritt von Elektrolytmaterial aus der Elektrolytmatrix über einen für den Elektrolyt benetzbaren Pfad über den anodenseitigen Stromkollektor. Eine solche Elektrolytwanderung benetzt den Katalysator und deaktiviert diesen. Zum Verhindern eines solchen Übertritts von Elektrolyt auf das Katalysatormaterial kann herkömmlich ein möglichst langer Pfad auf dem Stromkollektor vorgesehen werden, welcher zumindest oberflächlich eine von dem Elektrolyten nicht benetzbare Beschaffenheit aufweist.

So sind im Stande der Technik, beispielsweise aus der DE 196 30 004 C2 , Anodenstromkollektoren mit nickelbeschichteten Oberflächen bekannt, die aufgrund der Nicht-Benetzbarkeit des Nickels mit dem Elektrolyt eine Wanderung desselben verhindern soll. Aufgrund von Bearbeitungs- und Fertigungsvorgängen kommt es in der Praxis jedoch vor, dass die nickelbeschichtete Oberfläche ihre Integrität oder Reinheit verliert, so dass dann doch eine Benetzung und damit eine Elektrolytwanderung stattfindet. Weiterhin sind im Stande der Technik aus reinem Nickel, insbesondere aus Nickelschaum bestehende Stromkollektoren bekannt, die jedoch wiederum durch spätere Fertigungsprozesse oberflächlich verunreinigt werden können, das wiederum eine Brücke für eine Elektrolytwanderung entsteht. Eine solche Verunreinigung kann insbesondere auch durch das Beschichten des Stromkollektors mit der Anode erfolgen, wie es bei neueren Herstellungsverfahren praktiziert wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Anodenhalbzelle für eine Schmelzkarbonatbrennstoffzelle anzugeben, die für lange Zeit und mit einer hohen Zuverlässigkeit unanfällig gegen eine Wanderung von Elektrolytmaterial von der Elektrolytmatrix zum Katalysatormaterial ist. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anodenhalbzelle angegeben werden.

Die Aufgabe wird durch eine Anodenhalbzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 sowie durch ein Verfahren mit dem Merkmalen des Anspruchs 12 oder 13 gelöst.

Durch die Erfindung wird eine Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle geschaffen. Die Brennstoffzelle weist eine Anode, eine Kathode und eine zwischen Anode und Kathode angeordnete Elektrolytmatrix auf. Die Anodenhalbzelle enthält die besagte Anode und einen die Anode kontaktierenden Stromkollektor, der einen Strömungspfad für ein der Anode zuzuführendes Brenngas bildet, und ein an der der Elektrolytmatrix abgewandten Seite des Stromkollektors vorgesehenes Katalysatormaterial. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen dem Stromkollektor und der Anode eine poröse Reinnickelschicht vorgesehen ist. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anodenhalbzelle ist es, dass der Stromkollektor durch die Reinnickelschicht gegen einen Übertritt von Elektrolytmaterial aus der Matrix in den anodenseitigen Stromkollektor und damit zu dem Katalysatormaterial gleichsam imprägniert oder versiegelt wird. Die Reinnickelschicht wirkt auf Grund ihrer Reinheit als Barriere, die von dem Elektrolytmaterial nicht benetzt werden kann. Vorteilhafterweise wird dadurch die Betriebsicherheit und die Lebensdauer der Schmelzkarbonatbrennstoffzelle und damit des gesamten Brennstoffzellenstapels, in welchem Brennstoffzellen in größerer Anzahl angeordnet sind, deutlich erhöht. Weiterhin können die Anode und/oder der anodenseitige Stromkollektor in geringerer Dicke angefertigt und damit der Verbrauch an Material vermindert werden.

Alternativ oder zusätzlich zu der zwischen dem Stromkollektor und der Anode vorgesehenen porösen Reinnickelschicht kann erfindungsgemäß auf der der Anode abgewandten Seite zwischen dem porösen Stromkollektor und dem Katalysatormaterial eine weitere poröse Reinnickelschicht vorgesehen sein. Hierdurch wird die Sperrwirkung gegen einen Übertritt von Elektrolytmaterial aus der Matrix zum Katalysatormaterial verbessert.

Das Katalysatormaterial selbst kann vorteilhafterweise durch eine auf die der Elektrolytmatrix abgewandte Seite des Stromkollektors aufgebrachte poröse Schicht gebildet sein.

Die poröse Reinnickelschicht wird vorzugsweise so vorgesehen, dass sie nach dem Anfahren der Brennstoffzelle, also wenn diese ihre für den Normalbetrieb charakteristischen Eigenschaften angenommen hat, aus Nickel mit einer Reinheit von mehr als 98% besteht.

Die poröse Reinnickelschicht besteht vorteilhafterweise nach dem Anfahren der Brennstoffzelle aus einer Sinterstruktur.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die poröse Reinnickelschicht aus einem Nickel- Sintermetall besteht.

Vorzugsweise ist die poröse Reinnickelschicht aus einem beim Anfahren der Brennstoffzelle versinterten Nickelpulver hergestellt, d.h. aus einem Material welches Nickelpulver als wesentliches Bestandteil enthält und beim Anfahren der Brennstoffzelle versintert.

Die Reinnickelschicht kann insbesondere durch einen separaten Beschichtungsvorgang auf dem Stromkollektor hergestellt sein.

Insbesondere kann die Reinnickelschicht durch Sprühen, Rakeln, Walzen oder Gießen hergestellt sein.

Weiterhin kann die Reinnickelschicht als eine separate folienartige Komponente hergestellt sein, die mit dem Stromkollektor verbunden ist.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Anodenhalbzelle beträgt die Dicke der Reinnickelschicht 0,05 mm bis 2,00 mm, vorzugsweise 0,20 mm bis 1,00 mm.

Weiterhin wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, die eine Anode, eine Kathode und eine zwischen Anode und Kathode angeordnete Elektrolytmatrix aufweist, geschaffen. Die Anodenhalbzelle enthält die besagte Anode und einen die Anode kontaktierenden Stromkollektor, der einen Strömungspfad für ein der Anode zuzuführendes Brenngas bildet und aus einem porösen Material besteht, sowie ein an der der Elektrolytmatrix abgewandten Seite des Stromkollektors vorgesehenes Katalysatormaterial. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass auf die für die Anbringung der Anode vorgesehene Seite des Stromkollektors eine poröse Reinnickelschicht aufgebracht wird und dass dann auf die poröse Reinnickelschicht die Anode aufgebracht wird.

Alternativ oder zusätzlich zum Aufbringen der porösen Reinnickelschicht auf die für die Anbringung der Anode vorgesehene Seite des Stromkollektors kann es vorgesehen sein, dass auf die der für die Anbringung der Anode vorgesehene Seite entge gengesetzte Seite des Stromkollektors eine poröse Reinnickelschicht aufgebracht wird.

Das Katalysatormaterial kann in Form einer porösen Schicht auf die der für die Anbringung der Anode vorgesehenen Seite entgegengesetzte Seite des Stromkollektors bzw. auf die dort vorhandene poröse Reinnickelschicht aufgebracht werden.

Vorzugsweise wird die poröse Reinnickelschicht aus einem Material hergestellt, das nach dem Anfahren der Brennstoffzelle aus Nickel mit einer Reinheit von mehr als 98% besteht.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn die poröse Reinnickelschicht aus einem Material hergestellt wird, das beim Anfahren der Brennstoffzelle zu einer Sinterstruktur umgewandelt wird.

Insbesondere kann die poröse Reinnickelschicht aus einem beim Anfahren der Brennstoffzelle versinternden Nickelpulver bzw. aus einem Material, welches im wesentlichen Nickelpulver enthält, hergestellt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reinnickelschicht durch einen separaten Beschichtungsvorgang auf dem Stromkollektor hergestellt.

Insbesondere kann die Reinnickelschicht durch Sprühen, Rakeln, Walzen oder Gießen hergestellt werden.

Alternativ kann die Reinnickelschicht als eine separate folienartige Komponente hergestellt und mit dem Stromkollektor verbunden werden.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reinnickelschicht mit einer Dicke von 0,05 mm bis 2,00 mm, vorzugsweise 0,20 mm bis 1,00 mm hergestellt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle und ein Verfahren zu deren Herstellung anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

1 eine schematisierte perspektivische Darstellung einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematisierte perspektivische Darstellung der Schmelzkarbonatbrennstoffzelle von 1, wie sie durch eine Anodenhalbzelle und eine Kathodenhalbzelle gebildet ist; und
3 eine schematisierte perspektivische Darstellung der Anodenhalbzelle mit vergrößert dargestellten Reinnickelschichten, welche erfindungsgemäß als Sperren gegen einen Übertritt von Elektrolytmaterial aus der Matrix zu einer an der Rückseite eines anodenseitigen Stromkollektors vorgesehenen Katalysatorschicht vorgesehen sind.
1 zeigt in einer schematisierten perspektivischen Darstellung eine Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Diese enthält eine Anode 1, eine Kathode 2 und eine dazwischen angeordnete Elektrolytmatrix 3. An der der Elektrolytmatrix 3 entgegengesetzten Seite der Anode 1 ist ein Anodenstromkollektor 4 an geordnet, an der der Elektrolytmatrix 3 entgegengesetzten Seite der Kathode 2 ist ein Kathodenstromkollektor 5 angeordnet. Der Anodenstromkollektor 4 dient dazu, die Anode 1 elektrisch zu kontaktieren und einen Strömungspfad für ein der Anode 1 zuzuführendes Brenngas zu bilden. Dementsprechend dient der Kathodenstromkollektor 5 dazu, die Kathode 2 elektrisch zu kontaktieren und einen Strömungspfad für ein der Kathode 2 zuzuführendes oxidierendes Gas zu bilden. Ein weiterhin vorgesehenes Bipolarblech 9 trennt die Brennstoffzelle 10 von einer jeweils benachbarten Brennstoffzelle gleicher Art, von denen eine größere Anzahl in üblicher Weise zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefasst sind. An der der Elektrolytmatrix 3 abgewandten Seite des Anodenstromkollektors 4 ist ein Katalysatormaterial in Form einer Katalysatorschicht 6 vorgesehen. Dieses dient zur internen Reformierung des zugeführten Brenngases.
Wie 2 zeigt, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Anode 1 und der Anodenstromkollektor 4 mit der darauf befindlichen Katalysatorschicht 6 zu einer Anodenhalbzelle 11 zusammengefasst, die seitlich durch eine Randtasche 7 begrenzt ist, und die Kathode 2 ist mit dem Kathodenstromkollektor 5 zu einer Kathodenhalbzelle 12 zusammengefasst, die seitlich durch eine Randtasche 8 begrenzt ist. Zwischen der Anodenhalbzelle 11 und der Kathodenhalbzelle 12 befindet sich die Elektrolytmatrix 3.
In 3 ist die Anodenhalbzelle 11 für sich dargestellt. Es ist wiederum die Anode 1 und der Anodenstromkollektor 4 mit der darauf befindlichen Katalysatorschicht 6 zu sehen, die Anodenhalbzelle 11 ist seitlich von der Randtasche 7 begrenzt.
Wie aus der 3 weiterhin ersichtlich ist, ist zwischen dem Stromkollektor 4 und der Anode 1 eine Schicht 13 dargestellt, die in einer porösen Reinnickelschicht besteht. Weiterhin ist auf der der Anode 1 abgewandten Seite zwischen dem Stromkollektor 4 und der Katalysatorschicht 6 eine weitere Schicht 14 dargestellt, die wiederum in einer porösen Reinnickelschicht besteht. Die Reinnickelschichten 13, 14 sind vorgesehen als Sperrschichten gegen ein Wandern von Elektrolytmaterial aus der der Anode 1 benachbarten, in 3 nicht eigens dargestellten Elektrolytmatrix zu der Katalysatorschicht 6. Sie bilden weiterhin eine Imprägnierung oder Versiegelung des Anodenstromkollektors 4 bei der Fertigung der Anodenhalbzelle 11, etwa beim Auftragen der Anode 1 in Form einer Schicht auf den Anodenstromkollektor 4.
Der Anodestromkollektor 4 ist durch ein poröses Material, beispielsweise durch einen Nickelschaum gebildet, welches sowohl einen elektrischen Kontakt zur Anode 1 herzustellen in der Lage ist, als auch einen gasdurchlässigen Strömungsweg für das Brenngas zur Anode 1 bildet.
Das Katalysatormaterial 6 ist durch eine auf die der Elektrolytmatrix 3 abgewandte Seite des Stromkollektors 4 aufgebrachte poröse Schicht gebildet, welche ihrerseits elektrisch leitfähig und gasdurchlässig ist. Ebenso sind die porösen Reinnickelschichten 13, 14 elektrisch leitend und gasdurchlässig.
Die Dicke der Reinnickelschicht 13, 14 beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 0,05 mm bis 2,00 mm, vorzugsweise 0,20 mm bis 1,00 mm.
Die Herstellung der Anodenhalbzelle 11 erfolgt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass zunächst der Anodenstromkollektor 4 in Form eines porösen, leitfähigen Schaummaterials, insbesondere als ein Nickelschaummaterial hergestellt wird. Auf den Stromkollektor 4 wird dann die poröse Reinnickelschicht 13, 14 aufgebracht. Die Reinnickelschicht 13, 14 wird insbesondere aus einem Material hergestellt, das nach dem Anfahren der Brennstoffzelle, also wenn diese im Betrieb ihre endgültigen Eigenschaften angenommen hat, aus Nickel mit einer Reinheit von mehr als 98% besteht. Sie wird vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das beim Anfahren der Brennstoffzelle zu einer Sinterstruktur umgewandelt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Reinnickelschicht 13, 14 aus einem Material hergestellt, das aus Nickelpulver besteht, beziehungsweise dieses als wesentlichen Bestandteil enthält, welches beim Anfahren der Brennstoffzelle versintert.
Die Reinnickelschicht 13, 14 wird durch einen separaten Beschichtungsvorgang auf dem Stromkollektor 4 hergestellt, insbesondere durch Sprühen, Rakeln, Walzen oder Gießen. Alternativ kann die Reinnickelschicht 13, 14 als eine separate folienartige Komponente hergestellt und dann mit dem Stromkollektor 4 verbunden werden.
Auf die Seite des Anodenstromkollektors 4, die später bei montierter Brennstoffzelle der Elektrolytmatrix 3 zugewandt ist, wird dann die Anode 1 aufgebracht. Dies kann wiederum durch einen Beschichtungsvorgang wie durch Sprühen, Rakeln, Walzen oder Gießen erfolgen. Alternativ kann auch die Anode 1 zunächst als eine separate folienartige Komponente hergestellt und dann auf den Anodenstromkollektor 4 aufgebracht werden. Bei dem Aufbringen der Anode 1 dient die Reinnickelschicht 13 als Barriere gegen ein Durchtreten des Elektrodenmaterials der Anode 1 in den Anodenstromkollektor 4.
Anstelle der beiden in 3 dargestellten porösen Reinnickelschichten 13, 14 kann auch nur eine von diesen vorgesehen sein, entweder auf der der Elektrolytmatrix 3 zugewandten Seite des Anodenstromkollektors 4 zwischen demselben und der Anode 1 in Form der porösen Reinnickelschicht 13 oder auf der der Elektrolytmatrix 3 abgewandten Seite des Anodenstromkollektors 4 zwischen demselben und der Katalysatorschicht 6 in Form der porösen Reinnickelschicht 14. In beiden Fällen dient die jeweilige poröse Reinnickelschicht 13, 14 als Barriere gegen eine Wanderung von Elektrolytmaterial aus der Elektrolytmatrix 3 in Richtung zu der Katalysatorschicht 6, wodurch diese vor einer Verunreinigung und damit Schädigung durch das Elektrolytmaterial der Matrix 3 geschützt wird. Im Falle einer Beschichtung allein in Form der Reinnickelschicht 13 auf der der Elektrolytmatrix 3 zugewandten Seite des Anodestromkollektors 4 hätte dies zusätzlich auch eine Sperrwirkung gegen ein Eindringen von Elektrodenmaterial der Anode 1 in den Anodenstromkollektor 4, was nicht der Fall ist, wenn auf der der Elektrolytmatrix 3 abgewandten Seite des Anodenstromkollektors 4 allein die poröse Reinnickelschicht 14 vorgesehen ist. Wenn die Reinnickelschichten 13, 14 auf beiden Seiten des Anodenstromkollektors 4 vorgesehen sind, wird sowohl eine Wanderung von Elektrolytmaterial aus der Matrix 3 zu der Katalysatorschicht 6 als auch ein Eindringen des Elektrodenmaterials der Anode 1 in den Anodestromkollektor 4 zuverlässig verhindert.
Die Sperrwirkung der Reinnickelschichten 13, 14 gegen eine Wanderung des Elektrolytmaterials der Matrix 3 beruht im wesentlichen auf der Eigenschaft des Nickels, das es in hochreiner Form vom Elektrolytmaterial nicht benetzbar ist.

1: Anode
2: Kathode
3: Elektrolytmatrix
4: Stromkollektor (Anode)
5: Stromkollektor (Kathode)
6: Katalysatorschicht
7: Randtasche
8: Randtasche
9: Bipolarblech
10: Brennstoffzelle
11: Anodenhalbzelle
12: Kathodenhalbzelle
13: Reinnickelschicht
14: Reinnickelschicht

Claims

Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, die eine Anode (1), eine Kathode (2) und eine zwischen Anode (1) und Kathode (2) angeordnete Elektrolytmatrix (3) aufweist, wobei die Anodenhalbzelle (11) die Anode (1) und einen die Anode (1) kontaktierenden und einen Strömungspfad für ein der Anode (1) zuzuführendes Brenngas bildenden Stromkollektor (4) sowie ein an der der Elektrolytmatrix (3) abgewandten Seite des Stromkollektors (4) vorgesehenes Katalysatormaterial (6) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stromkollektor (4) und der Anode (1) eine poröse Reinnickelschicht (13) vorgesehen ist.
Anodenhalbzelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Anode (1) abgewandten Seite zwischen dem porösen Stromkollektor (4) und dem Katalysatormaterial (6) eine (weitere) poröse Reinnickelschicht (14) vorgesehen ist.
Anodenhalbzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatormaterial (6) durch eine auf die der Elektrolytmatrix (3) abgewandte Seite des Stromkollektors (4) aufgebrachte poröse Schicht gebildet ist.
Anodenhalbzelle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Reinnickelschicht (13, 14) nach dem Anfahren der Brennstoffzelle aus Nickel mit einer Reinheit von mehr als 98% besteht.
Anodenhalbzelle einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Reinnickelschicht (13, 14) nach dem Anfahren der Brennstoffzelle aus einer Sinterstruktur besteht.
Anodenhalbzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Reinnickelschicht (13, 14) aus einem Nickel- Sintermetall besteht.
Anodenhalbzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Reinnickelschicht (13, 14) aus einem beim Anfahren der Brennstoffzelle versinterten Nickelpulver hergestellt ist.
Anodenhalbzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinnickelschicht (13, 14) durch einen separaten Beschichtungsvorgang auf dem Stromkollektor (4) hergestellt ist.
Anodenhalbzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinnickelschicht (13, 14) durch Sprühen, Rakeln, Walzen oder Gießen hergestellt ist.
Anodenhalbzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinnickelschicht (13, 14) als eine separate folienartige Komponente hergestellt und mit dem Stromkollektor verbunden ist.
Anodenhalbzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Reinnickelschicht (13, 14) 0,05 mm bis 2,00 mm, vorzugsweise 0,20 mm bis 1,00 mm beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Anodenhalbzelle einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, die eine Anode (1), eine Kathode (2) und eine zwischen Anode (1) und Kathode (2) angeordnete Elektrolytmatrix (3) aufweist, wobei die Anodenhalbzelle (11) die Anode (1) und einen die Anode (1) kontaktierenden und einen Strömungspfad für ein der Anode (1) zuzuführendes Brenngas bildenden, aus einem porösen Material bestehenden Stromkollektor (4) sowie ein an der der Elektrolytmatrix (3) abgewandten Seite des Stromkollektors (4) vorgesehenes Katalysatormaterial (6) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass auf die für die Anbringung mit der Anode (1) vorgesehene Seite des Stromkollektors (4) eine poröse Reinnickelschicht (13) aufgebracht wird und dass dann auf die poröse Reinnickelschicht (13) die Anode (1) aufgebracht wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 oder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf die der für die Anbringung der Anode (1) vorgesehenen Seite entgegengesetzte Seite des Stromkollektors (4) eine (weitere) poröse Reinnickelschicht (14) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatormaterial (6) in Form einer porösen Schicht auf die (weitere) poröse Reinnickelschicht (14) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Reinnickelschicht (13, 14) aus einem Material hergestellt wird, das nach dem Anfahren der Brennstoffzelle aus Nickel mit einer Reinheit von mehr als 98% besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12, bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Reinnickelschicht (13, 14) aus einem Material hergestellt wird, das beim Anfahren der Brennstoffzelle zu einer Sinterstruktur umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Reinnickelschicht (13, 14) aus einem beim Anfahren der Brennstoffzelle versinternden Nickelpulver hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinnickelschicht (13, 14) durch einen separaten Beschichtungsvorgang auf dem Stromkollektor (4) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinnickelschicht (13, 14) durch Sprühen, Rakeln, Walzen oder Gießen hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinnickelschicht (13, 14) als eine separate folienartige Komponente hergestellt und mit dem Stromkollektor verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinnickelschicht (13, 14) mit einer Dicke von 0,05 mm bis 2,00 mm, vorzugsweise 0,20 mm bis 1,00 mm hergestellt wird.