專利名稱：一種二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新型燃料電池及化工生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及二氧化硫-空 氣固體氧化物燃料電池的制備。
背景技術(shù)：
化學工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，如何采用先進技術(shù)降低化工生產(chǎn)的能耗是我國化 工研究的核心問題之一。硫酸是一種用途極為廣泛的化工產(chǎn)品，我國主要采用 焙燒硫鐵礦的方法來生產(chǎn)硫酸，這種傳統(tǒng)的硫酸生產(chǎn)工藝在用02氧化S(^成S0:i過程中，需要采用以五氧化二釩為主體的釩催化劑，而且要保證425 60(TC的操作溫度oS02(s) + l/202(g) 二 S03(g) ArG/(298K)=-71kJ/niol 上述反應如在電池裝置中進行，化學能可轉(zhuǎn)換為電能。專利(CN1805195A) 提出了以硫磺為原料，用固體氧化物燃料電池為硫酸合成器的方法，實現(xiàn)硫酸 生產(chǎn)、化學發(fā)電和環(huán)境保護三位一體的結(jié)合，預計每年可發(fā)電300億度。專利 (CN1812184A)提出了以二氧化硫為原料，采用質(zhì)子交換膜燃料電池為硫酸合 成器，使硫酸工業(yè)化生產(chǎn)和化學發(fā)電結(jié)合起來，預計每年可發(fā)電200億度。
發(fā)明內(nèi)容
二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池是在氫氧固體氧化物燃料電池的基礎(chǔ) 上改造而成。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池是采用二氧化硫為燃料，產(chǎn)物 為三氧化硫。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)是電池的陽極制 備，本發(fā)明所提供的硫氧固體氧化物燃料電池的陽極是NiO。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池陽極槳料制備步驟為取小于400目Ni0 粉，按照質(zhì)量比為20%加入Ce。.8Sm。.20u粉體，加入3%的聚乙烯醇縮丁醛為粘結(jié) 劑，10%的乙基纖維素為增孔劑，經(jīng)球磨10小時后，5(TC烘干，分散在松油醇 中為Ni0陽極漿料。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池陰極漿料制備步驟為按照La。,,Sr(,3Mn0:, 化學計量比稱取LaA、 SrC0:,和MnC03研磨，壓片，經(jīng)120(TC焙燒后再研磨成 粉，取360目篩下粉加入3%的聚乙烯醇縮丁醛為粘結(jié)劑，10%的乙基纖維素為增 孔劑，經(jīng)球磨10h后，5CTC烘干，分散在松油醇中為La。.7Sr。.3MnO:,陰極漿料。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池的固體電解質(zhì)采用CeQ. Sm。.20,9粉體壓 片，經(jīng)150CrC焙燒后，在固體電解質(zhì)片基的一面上涂敷1^。.751^,,^^0:!陰極漿料， 另一面上涂敷NiO陽極漿料，涂敷后的片基經(jīng)140(TC焙燒。二氧化硫-空氣固體 氧化物燃料電池的陰極通入空氣，流速300-—700cm7min;陽極通二氧化硫，分 壓為100--120 kPa，流速70—-200cmVmin，電池反應產(chǎn)物為三氧化硫氣體。該3電池工作溫度為500—70(TC。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池陽極出口氣體冷卻后經(jīng)稀硫酸吸收SO; 生成濃硫酸產(chǎn)品。未反應完全而殘留的S02氣體不能被稀硫酸所吸收而與SOi分 離，并返回陽極重新參加反應。
具體實施例方式
實例1二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池的固體電解質(zhì)采用Ce。 8Sm。 q粉體壓 片，經(jīng)150(TC焙燒后，在固體電解質(zhì)片基的一面上涂敷La。7Sr(HMnO,陰極漿料， 另一面上涂敷NiO陽極漿料，涂敷后的片基經(jīng)140(TC焙燒，二氧化硫-空氣同體 氧化物燃料電池的陰極通入空氣，流速700cmymin;陽極通二氧化硫氣體，分 壓為120kPa，流速200cmVmin，電池工作溫度為500°C，電池輸出電壓為0. 17V。 實例2二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池的固體電解質(zhì)采用Ce。 8Sm。 q粉體壓 片，經(jīng)150(TC焙燒后，在固體電解質(zhì)片基的一面上涂敷La。7Sr。,MnO,陰極漿料， 另一面上涂敷NiO陽極漿料，涂敷后的片基經(jīng)1400。C焙燒，二氧化硫-空氣固體 氧化物燃料電池的陰極通入空氣，流速300cm7min;陽極通二氧化硫氣體，分 壓為100kPa，流速70cm7min，電池工作溫度為700°C ，電池輸出電壓為0. 12V。
權(quán)利要求
1.一種二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池制備方法，其特征在于該電池與普通氫氧固體氧化物燃料電池的裝置結(jié)構(gòu)一致，該電池采用Ce0.8Sm0.2O1.9粉體壓片經(jīng)1500℃焙燒為固體電解質(zhì)基片，基片的一面涂敷NiO為電池的陽極，另一面涂敷La0.7Sr0.3MnO3為電池的陰極，涂敷后的片基經(jīng)1400℃焙燒，電池陽極通入二氧化硫氣體，生成三氧化硫氣體，電池陰極通入空氣，電池工作溫度為500-700℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池的制備方法，屬于新型燃料電池及化工生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池固體電解質(zhì)為Ce<sub>0.8</sub>Sm<sub>0.2</sub>O<sub>1.9</sub>，陰極為La<sub>0.7</sub>Sr<sub>0.3</sub>MnO<sub>3</sub>，陽極為NiO。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池陽極通入二氧化硫氣體，工作溫度為500-700℃，產(chǎn)物為三氧化硫氣體。二氧化硫-空氣固體氧化物燃料電池可以作為工業(yè)化生產(chǎn)硫酸的合成器，發(fā)揮節(jié)能降耗的作用。
文檔編號H01M8/10GK101325265SQ20081002224
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者俞海云, 盧異飛, 姜政志, 孫顏剛, 朱偉長, 田立輝, 趙長鋒, 鄭翠紅 申請人:安徽工業(yè)大學