重整的空气和合成气体，但应理解在不偏离本发明的范围的情况下，电化学电池可使用其它氧化剂和燃料例如纯氢和纯氧。此外，虽然将燃料通过基材14供应到电化学电池12，但应理解，在其它实施方式中，可通过多孔基材将氧化剂供应到电化学电池。
[0024]图2是示意图，显示根据本发明的一实施方式的示例燃料电池系统10的横截面。燃料电池系统10可由丝网印刷到基材(或多孔阳极阻挡层)14上的多个层形成。这可包括一种过程，其中纺织的网具有开口，通过该开口将燃料电池层沉积到基材14上。丝网的开口决定印刷的层的长度和宽度。丝网、丝线直径、油墨的固含量和油墨的流变学可决定印刷的层的厚度。燃料电池系统10层包括阳极导电层22，阳极层24，电解质层26，阴极层28和阴极导电层30。在一种形式中，电解质层26可为单一层，或可由任意数目的子层形成。应理解，图2无需按比例绘制。例如，为了清楚的说明，放大了垂直的维度。
[0025]在各电化学电池12中，阳极导电层22传导自由电子远离阳极24，并通过互连接件16将电子传导到阴极导电层30。阴极导电层30将电子传导到阴极28。互连接件16嵌入在电解质层26中，并通过第二部分52(也称作第二 CIC)电气连接到阳极导电层22和通过第一部分50(也称作第一 CIC)电气连接到阴极导电层30。
[0026]用于固体氧化物燃料电池(S0FC)的互连件16优选地是电学导电的，从而在电化学电池之间传输电子；在燃料电池操作时，在氧化和还原环境中都是机械和化学稳定的；以及非多孔的，从而防止燃料和/或氧化物透过该互连接件扩散。如果互连接件是多孔的，燃料可扩散到氧化物侧并燃烧，导致局部较热的区域，例如因为材料降解和机械失效，这可导致降低燃料电池寿命，以及降低燃料电池系统的效率。类似地，氧化物可扩散到燃料侧，导致燃烧燃料。严重的互连接件泄漏可显著地降低燃料利用率和燃料电池的性能，或者给燃料电池或堆叠件带来毁灭性的失效。
[0027]根据本发明的一种或多种实施例，互连接件16可包括具有不同组合物的两个或多个层，例如，第一 CIC部分50和第二 CIC部分52。可定制最靠近阴极28和阴极导电层30(即，图2中的第一 CIC部分52)的互连接件层的组合物，使其具有适用于氧化剂侧的性质，例如，在空气流、高p02下稳定并与阴极侧材料相兼容的材料。反之，可定制最靠近阳极24和阳极导电层22(8卩，图2中的第二 CIC部分52)的互连接件层的组合物，使其具有适用于燃料侧的性质，例如，在燃料环境、低P02下稳定并与阳极侧材料相兼容的材料。具有图2所示的互连接件16构造，互连接件16可允许电流流经互连接件膜的厚度。例如与贵金属或金属陶瓷相比，因为相对较低的导电率，这在互连接件由陶瓷材料形成的情况下可能是所需的。这种构造可设计来减少来自双层互连接件16的欧姆电阻。
[0028]阳极导电层22可为由下述材料形成的电极导电层:镍金属陶瓷，例如N1-YSZ(例如，其中氧化锆掺杂3-8摩尔％的氧化钇，)，N1-ScSZ(例如，其中掺杂4-10摩尔％氧化钪，优选地包括第二掺杂，例如对于10摩尔％氧化钪_Zr02为了相稳定性使用1摩尔%的二氧化铈)和/或N1-掺杂的二氧化铈(例如Gd或Sm掺杂)，掺杂的亚铬酸镧(例如在A位点上掺杂Ca和在B位点上掺杂Zn)，掺杂的钛酸锶(例如在A位点上掺杂La和在B位点上掺杂 Mn)，La,.Sr.Mn^r! y03和 / 或具有通式(La i xSrx) η+1Μηη03η+1的基于 Μη 的 R-P 相。或者，设想了可将其它材料用于阳极导电层22，例如部分或全部基于贵金属的金属陶瓷。金属陶瓷中的贵金属可包括，例如，Pt，Pd，Au，Ag，和/或它们的合金。陶瓷相可包括，例如钝性的非导电相，包括，例如，YSZ，ScSZ和/或一种或多种其它钝性相，例如具有所需的热膨胀系数(CTE)来控制层的CTE匹配基材和电解质的CTE。在一些实施方式中，陶瓷相可包括A1203和/或尖晶石，例如NiAl 204，MgAl204, MgCr204,和NiCr204。在其它实施方式中，陶瓷相可为导电的，例如，掺杂的亚铬酸镧、掺杂的钛酸锶和/或一种或多种形式的LaSrMnCrO 和 / 或具有通式(1^ xSrx) η+1Μηη03η+1 的 R-P 相。
[0029]电解质层26可由陶瓷材料制成。在一种形式中，可使用质子和/或氧离子传导陶瓷。在一种形式中，电解质层26由YSZ例如3YSZ和/或8YSZ形成。在其它实施方式中，作为YSZ的附加或替代，电解质层26可由ScSZ例如4ScSZ，6ScSz和/或lOSclCeSZ形成。在其它实施方式中，可使用其它材料。例如，还设想了电解质层26可由掺杂的二氧化铺和/或掺杂的镓酸镧(lanthanum gallate)制成。无论如何，燃料电池10所用的流体例如作为燃料的合成气体或纯氢气以及例如作为氧化剂的空气或02基本上不能透过该电解质层26扩散，但允许氧离子或质子扩散。
[0030]阴极层28 可由 LSM(Lai xSrxMn03,其中 x = 0.1-0.3)，La, xSrxFe03 (例如其中 x =0.3)，La1 xSrxCoyFe! y03 (例如 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.803)和 / 或 Pr! xSrxMn03 (例如 Pr0.8Sr0.2Mn03)中的至少一种形成，但在不偏离本发明的范围的情况下也可使用其它材料。例如，还设想了可使用 Ruddlesden-Popper 镍酸盐和 xCaxMn03 (例如 La。.sCaa2Μη03)材料。
[0031]阴极导电层30可为由导电陶瓷形成的电极导电层，例如为由LaNixFei x03(例如，LaNi0.6Fea403), La! xSrxMn03(例如 La0.75Sr0.25Μη03)，和 / 或 Pr! xSrxCo03(例如Pr0.8Sr0.2Co03)中的至少一种形成的电极导电层。在其它实施方式中，可由其它材料例如贵金属金属陶瓷来形成阴极导电层30，但在不偏离本发明的范围的情况下也可使用其它材料。贵金属金属陶瓷中的贵金属可包括，例如，Pt, Pd, Au, Ag,和/或它们的合金。如有需要，陶瓷相可包括例如YSZ，ScSZ和A1203，或其它非导电陶瓷材料来控制热膨胀。
[0032]可使用任意合适的技术来形成图1和2所示的电化学电池12。在图2所示的实施例中，可将阳极导电层22直接印刷到基材14上，部分电解质26亦是如此。可将阳极层24印刷到阳极导电层22上。可将部分电解质层26印刷到阳极层24上，将部分电解质层26印刷到阳极导电层22上和印刷到基材14上。阴极层28印刷到电解质层26顶部。将部分阴极导电层30印刷到阴极层28上和印刷到电解质层26上。阴极层28与阳极层24隔开电解质层26的局部厚度。
[0033]阳极层24包括阳极间隙，将阳极层24分离成多个单独的阳极，每个电化学电池12存在一个阳极间隙。类似地，阴极层28包括间隙，其将阴极层28分离成相应的多个单独的阴极，各电化学电池12存在一个间隙。被设置在每个单独的阳极和相应的阴极之间的部分电解质层26隔开的每个单独的阳极和相应的阴极，形成电化学电池12。
[0034]类似地，阳极导电层22和阴极导电层30分别具有间隙来将阳极导电层22和阴极导电层30分别分离成多个阳极导体膜和阴极导体膜。当阳极导体膜由一或更多层的阳极导电层形成时，术语“阳极导电层”和“阳极导体膜”可互换使用；以及，当阴极导体膜由一或更多层的阴极导电层形成时，术语“阴极导电层”和“阴极导体膜”可互换使用。
[0035]在一些实施例中，阳极导电层22的厚度是约5-15微米，但在不偏离本发明的范围的情况下，可使用其它数值。例如，在其它实施方式中，设想了阳极导电层的厚度可为约5-50微米。又在其它实施方式中，例如取决于特定的材料和应用，可使用不同厚度。
[0036]类似地，阳极层24的厚度可为约5-20微米，但在不偏离本发明的范围的情况下，可使用其它数值。例如，在其它实施方式中，设想了阳极层的厚度可为约5-40微米。又在其它实施方式中，例如取决于特定的阳极材料和应用，可使用不同厚度。
[0037]电解质层26的厚度可为约5-15微米，且单独的子层的最小厚度为约5微米，但在不偏离本发明的范围的情况下可使用其它厚度数值。例如，在其它实施方式中，设想了电解质层的厚度可为约5-40微米。又在其它实施方式中，例如取决于特定的材料和应用，可使用不同厚度。
[0038]阴极层28的厚度可为约10-20