專利名稱：一種中空纖維型固體氧化物燃料電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新型能源、材料加工和電力領(lǐng)域，具體涉及一種中空纖維型 固體氧化物燃料電池的制備方法。
背景技術(shù)：
固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。它 由一層致密的電解質(zhì)和兩層多孔的電極構(gòu)成，整個電池都采用固體材料，這 使電池的壽命可以達到40000 80000小時。與常規(guī)的發(fā)電方式不同，SOFC 發(fā)電時無須大型電機參與，因此整個過程非常安靜，同時不需要使用潤滑油 對電機進行維護，降低了 SOFC的使用成本。SOFC的工作溫度較高 (500 1000°C)，這使SOFC的發(fā)電效率可以達到40% 50%，如果將余熱用于 熱機發(fā)電，能量的綜合利用率可以達到80%以上。高溫工作還使SOFC在燃 料的選擇方面不那么苛刻，氫氣、 一氧化碳、醇類(甲醇、乙醇)和烷烴(甲烷、 丙烷甚至異辛垸)都能作為它的燃料。其中，大部分燃料是可再生性資源，這 一優(yōu)勢使SOFC在能源匱乏的今天變得尤為重要。而且，非化石類燃料的使 用減少了含硫氧化物和含氮氧化物的產(chǎn)生，再加上燃料的高效利用可以降低 二氧化碳的排放，這又使SOFC成為一種非常清潔環(huán)保的發(fā)電裝置。
在實際應(yīng)用中，單體SOFC的功率很有限，為了獲得較大的功率，需要 將若千個單電池以各種方式(串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián))組裝成電池堆(Stack)。大規(guī) 模發(fā)電的SOFC是由單電池單元通過各種結(jié)構(gòu)堆疊而成的電池堆，目前應(yīng)用 最多的兩種結(jié)構(gòu)為平板式和管式設(shè)計。與平板型固體氧化物燃料電池相比, 管型固體氧化物燃料電池(TSOFC)因高機械強度、高抗熱沖擊性能、簡化的 密封技術(shù)、高模塊化集成性能等特點,更適合于建設(shè)大容量電站。由于管型電 池制備難度較大，從事TSOFC研發(fā)的單位只有30余家，而實現(xiàn)100 kW以上發(fā)電容量的只有西門子-西屋動力(SWPC)公司。此外，Acumentrics公司和 燃料電池技術(shù)公司(Fuel Cell Technology, FCT)在小型TSOFC的開發(fā)上也取 得了巨大的進步。
但傳統(tǒng)的管式SOFC由于管直徑較大， 一般需要有一層較厚的支撐體以 保證SOFC足夠的機械強度， 一般采用陽極或陰極支撐型SOFC，這使陽極 或陰極上的電阻增大，電池的發(fā)電能力下降。而且傳統(tǒng)的管式SOFC單位體 積內(nèi)提供的反應(yīng)面積仍然有限，所以體積功率密度還有待提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高體積功率密度且便于實際生產(chǎn)應(yīng)用的新型 SOFC構(gòu)型及其制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到
一種中空纖維型固體氧化物燃料電池的制備方法，包括如下步驟 (1 )將陽極原料加入含有機物的有機溶劑中混合均勻后成型制得陽極坯
體，干燥固化后在800 120(TC下熱處理3 96h;
(2) 將含有電解質(zhì)粉體的有機溶劑懸浮液均勻噴涂到熱處理過的陽極 坯體上，噴涂時加熱陽極坯體至溫度為80 25(TC，將噴涂完電解質(zhì)的陽極坯 體在1200 1600。C下熱處理3 96h，制得電解質(zhì)層；
(3) 將陰極粉體和有機造孔劑加入有機溶劑中分散均勻制得含有陰極 粉體的有機物懸浮液，并均勻噴涂到電解質(zhì)層上，噴涂時加熱陽極坯體至溫 度為80 25(TC，噴涂完后在800 120(TC下熱處理3 96h，制得中空纖維型
固體氧化物燃料電池。
其中陽極原料選自過渡金屬氧化物、鑭系金屬氧化物或鈣鈦礦型氧化物 中的一種或幾種，或者還可以包括質(zhì)量含量為10~60%的電解質(zhì)材料。陽極 原料還可以包括質(zhì)量含量為0.1~30°/。的貴金屬。
其中有機物為聚乙烯醇、醋酸纖維素、淀粉、聚乙烯醇縮丁醛、聚砜、 聚醚砜或聚酯。有機溶劑選自甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙酮、甲苯、 N,N-二甲基乙酰氨或N,N-二甲基亞砜中的一種或幾種。其中陰極粉體選自鈣鈦礦型氧化物或貴金屬中的一種或幾種，如
La0.6Sr0.4MnO3(LSM64)、 La0.6Sr0.4FeO3(LSF64)、 Bao.5Sr0.5Co0.8Fe0203(BSCF)、 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.803、La0.8Sr0.2Mn03(LSM82)、Lao.8Sr0.2Sc0.2Mn0.803(LSCM))、 La2Ni04、 PrBaCo205、 Pt或Pd等，或者上述物質(zhì)與電解質(zhì)的組合。
其中電解質(zhì)為釔穩(wěn)定的氧化鋯(如Y(H8Zr^OLw(YSZ))、鈧穩(wěn)定的氧
化鋯(如Sco.2Zr,Ch.9(ScSZ))、釤摻雜的氧化鈰(如Sm。.K)Cea90L95(SDC)， Gda2oCeo.80L9(GDC))或鑭鎵基鈣鈦礦型(如Laa8Sr0.2Gao.8Mga203(LSGM)) 氧化物電解質(zhì)。有機造孔劑為淀粉、甘油、聚乙烯醇、乙基纖維素或聚乙烯 醇縮丁醛。
本發(fā)明的目的具體可以通過以下措施達到 一種中空纖維型SOFC，其具體制備步驟為 (1) 陽極支撐體的制備
首先，將有機物于20 12(TC溶解于有機溶劑中，溶解攪拌均勻后制成有 機物溶液；
所述組分的重量百分比為有機物有機溶劑=5 40%: 60 90%;
所述有機物優(yōu)選從聚乙烯醇、醋酸纖維素、淀粉、聚乙烯醇縮丁醛、聚
砜、聚醚砜或聚酯等中選用；
所述溶劑優(yōu)選選自甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、甲苯、N，N-二甲基乙酰 氨或N,N-二甲基亞砜中的一種或幾種；
然后，將陽極原料加入上述有機物溶液中，在20 50。C下通過球磨混合 均勻；
所述陽極原料為過渡金屬氧化物(如NiO， CuO， Fe203等)、鑭系 金屬氧化物(如La203, Sm203等)或鈣鈦礦型氧化物(如鉻摻雜的錳酸 鑭，鐵摻雜的錳酸鑭，鈧摻雜的錳酸鑭等)；所述的陽極原料還可以為上述物 質(zhì)與電解質(zhì)材料(如釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)，鈧穩(wěn)定的氧化鋯(ScSZ)， 釤摻雜的氧化鈰(SDC)，鑭鎵基鈣鈦礦型氧化物(LSGM)電解質(zhì)等)的混合 物；質(zhì)量比例為陽極材料電解質(zhì)材料=40 90%: 10 60%。所述陽極原料還可以為上述陽極加上貴金屬(如Ag， Pt， Pd， Ru等)
組成的復(fù)合材料；貴金屬的質(zhì)量占陽極的0.1~30%。 陽極原料與有機物的質(zhì)量比為60~99%: 1 40%。
然后，將上述含有陽極原料的有機物溶液，在經(jīng)過真空脫氣后通過制膜 模具擠出成型，制得坯體，在室溫或真空狀態(tài)下干燥固化，即得陽極坯體； 再將陽極坯體在800 120(TC下熱處理3 96h;
所述的制膜模具是特制的銅制，鋁制或不銹鋼制的中空纖維噴絲頭裝置； 所述陽極坯體的內(nèi)徑為0.4 2mm，壁厚為0.2 0.8mm，長為5 150cm。
(2) 電解質(zhì)的制備
電解質(zhì)層通過濕顆粒噴霧法(Wet Powder Spraying, WPS)制備。將含有電 解質(zhì)粉體的有機溶劑懸浮液通過噴霧裝置，均勻的噴到上述熱處理過的陽極 支撐體上，噴涂時需加熱陽極坯體，溫度為80 25(TC，載氣可以為任何無毒 害氣體，載氣流量為20 100mL/min，氣體壓力為1 5atm，噴涂時間1 10s。 將上述噴涂完畢的陽極支撐的電解質(zhì)置于高溫電爐中進行熱處理，使電解質(zhì) 致密，燒結(jié)溫度為1200 160(TC，升溫速率為0.5~20°C/min，保溫時間3 96h。
電解質(zhì)粉體采用水熱法合成，電解質(zhì)粒徑為50 400nm; 將電解質(zhì)粉體置于有機溶劑中，通過高能球磨機械混合30 240min使 之均勻；
有機溶劑優(yōu)選在乙二醇、異丙醇、丙酮、乙醇或甲醇等中選用； 電解質(zhì)粉體與有機溶劑的質(zhì)量比為0.5 30: 100;
(3) 陰極的制備
將陰極粉體和有機造孔劑加入有機溶劑中經(jīng)高能球磨分散均勻制得含有 陰極粉體的有機物懸浮液，利用上述和電解質(zhì)相同的噴涂方法將陰極懸浮液 噴至致密的電解質(zhì)表面，噴涂時需加熱陽極坯體，溫度為80 25(TC，再于電 爐中熱處理制得所需電池，燒結(jié)溫度為S00 120(TC，升溫速率為0.5 20°C /min，保溫時間3 96h。最終電池內(nèi)直徑僅為0.3 1.5mm，壁厚0.15 0.60mm，長度為3 120cm(經(jīng)高溫?zé)崽幚砗螅沾刹牧蠒l(fā)生燒結(jié)，收縮率 在30%左右或以上，所以會造成燒結(jié)前后尺寸不一致)。
陰極材料為各種鈣鈦礦型氧化物(如鍶摻雜的錳酸鑭(如LaQ.8Sr。.2Mn03 (LSM82))、鍶鈧摻雜的錳酸鑭(如Laa8Sro.2ScQ.2Mno.803 (LSCM))，貴金 屬(如Pt， Pd等)或其它類鈣鈦礦型氧化物(如La2Ni04， PrBaCo205等)； 陰極材料還可為以上兩種或兩種以上材料任意組成的混合物，以及其與電解 質(zhì)材料任意組成的混合物(如Bao.5Sr。.5Coa8Fea203(BSCF)+Ag， LSM+YSZ， LSCM+ScSZ+Pd, BSCF+SDC+Ag等)。
有機造孔劑優(yōu)選在淀粉、甘油、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、乙基纖維 素或各種碳材料等中選用；有機溶劑優(yōu)選在乙二醇、異丙醇、丙酮、乙醇或 甲醇等中選用；有機造孔劑與有機溶劑的質(zhì)量比為5 30: 60 120，陰極材 料與有機溶劑的質(zhì)量比為5 20: 90 120。
熱處理后的陰極的厚度為5 200pm。
本發(fā)明的有益效果.-
本發(fā)明采用中空纖維型SOFC結(jié)構(gòu)，大大縮小了管式SOFC的直徑，使 SOFC在單位體積內(nèi)的功率密度提高3 10倍。同時直徑的縮小還使電極和 電解質(zhì)的厚度大幅降低，因此電極和電解質(zhì)上的阻力隨之下降，提高電池性 能。另外，本發(fā)明采用WPS技術(shù)制備電解質(zhì)和陰極可縮減SOFC的制備成 本，簡化SOFC的制備工藝。
圖1為本發(fā)明實施例一燒結(jié)后電解質(zhì)表面的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。 圖2為本發(fā)明實施例一燒結(jié)后陰極I電解質(zhì)I陽極三層膜截面的SEM照片。 圖3為本發(fā)明實施例一中空纖維型SOFC的電流密度-電壓(I-V)和電流密
度-功率密度(I-W)曲線。
圖4為本發(fā)明實施例二燒結(jié)后陰極I電解質(zhì)I陽極三層膜截面的SEM照片。 圖5為本發(fā)明實施例二中空纖維型SOFC的I-V和I-W曲線。
具體實施方式
實施例1: Ni + Y(H8Zro.820.w(YSZ)IYSZILao.6Sr。.4Mn03(LSM64)中空纖維型 SOFC的制備及性能測試首先，將5g聚乙烯醇縮丁醛，40g乙醇，10g丙酮，10gN，N-二甲基乙 酰氨預(yù)混合，再分別稱取40gNiO和60gYSZ粉體加入不銹鋼球磨罐中，球 磨24h后形成有機物-金屬氧化物漿料。將上述漿料真空脫氣后通過制膜模具 擠出制得陽極坯體若干，將此坯體在真空狀態(tài)下于8(TC干燥24h后置于電爐 中IOO(TC熱處理5h(升溫速率為5'C/min)后得干坯體(內(nèi)徑1.5mm，厚度 0.8mm，長200mm)。然后，將電解質(zhì)粉體10gYSZ， 20g乙二醇，80g異丙醇加入球磨罐中， 在500rpm轉(zhuǎn)速下球磨2h制得電解質(zhì)漿料。通過超生噴霧器將次電解質(zhì)漿料 噴涂于上述陽極干坯體上，在噴涂過程中陽極干坯體須放置在加熱臺上，溫 度為200。C，載氣為氬氣，流量為50mL/min，氣體壓力為1.2atm，噴涂時間 4s。將上述噴涂完畢的陽極支撐的電解質(zhì)雙層坯體置于高溫電爐中熱處理， 處理溫度為1400。C，升溫速率為3"/min，保溫時間5h。熱處理完成后得到 陽極支撐的電解質(zhì)雙層膜。圖1為熱處理之后電解質(zhì)的掃描電子顯微鏡(SEM) 照片，從照片可以看到，整個電解質(zhì)表面已完全致密，沒有任何孔或裂縫存 在。其次，通過高能球磨將5g LSM64， 10g乙二醇，40g異丙醇及5g聚乙 烯醇(有機造孔劑)加入球磨罐中，在500rpm轉(zhuǎn)速下球磨2h制得陰極漿料。 通過超生噴霧器將次陰極漿料噴涂于上述陽極支撐的電解質(zhì)雙層膜的電解質(zhì) 層上，在噴涂過程中陽極干坯體須放置在加熱臺上，溫度為20(TC，載氣為 氬氣，流量為50mL/min，氣體壓力為1.2atm，噴涂時間6s。將噴涂好的陰 極l電解質(zhì)i陽極三層膜置于高溫電爐中熱處理，處理溫度為1050°C，升溫速 率為5。C/min，保溫時間5h。熱處理后得中空纖維型SOFC。圖2為陰極|電 解質(zhì)I陽極三層膜截面的SEM照片，電解質(zhì)大約為10jim，幾乎沒有孔，致密 度很高，因此離子導(dǎo)電性能良好。陰極陽極呈多孔結(jié)構(gòu)，它們與電解質(zhì)的連 接非常緊密，有利于氧離子在陰極-電解質(zhì)或電解質(zhì)-陽極界面的傳導(dǎo)。最后，進行中空纖維型燃料電池性能的測試。內(nèi)管通入氫氣作為燃料，外管通入空氣作為氧化劑。從圖3中可以看出，開路電壓在85(TC時為1.03V 這與理論值很接近，說明電解質(zhì)不存在瑕疵，功率密度可以達到917mW/cm2。實施例2: Ni + Sco,2Zro.8oOL9(ScSZ)1 ScSZ ILao.6Sr(uFe03(LSF64)中空纖維型 SOFC的制備及性能測試首先，將5g聚乙烯醇縮丁醛，40g乙二醇，10g丁酮，20gN,N-二甲基亞 砜預(yù)混合，再分別稱取40gNiO和60g ScSZ粉體加入不銹鋼球磨罐中，球磨 48h后形成有機物-金屬氧化物漿料。將上述漿料真空脫氣后通過制膜模具技 出制得陽極坯體若干，將此坯體在真空狀態(tài)下于100 T:干燥24h后置于電爐 中1000。C熱處理5h(升溫速率為5。C/min)后得干坯體(內(nèi)徑lmm，厚度0.6mm， 長150mm)。然后，將電解質(zhì)粉體10g ScSZ， 10g乙二醇，10g甲苯，80g異丙醇加 入球磨罐中，在500rpm轉(zhuǎn)速下球磨2h制得電解質(zhì)漿料。通過超生噴霧器將 次電解質(zhì)漿料噴涂于上述陽極干坯體上，在噴涂過程中陽極干坯體須放置在 加熱臺上，溫度為200°C，載氣為氬氣，流量為50mL/min，氣體壓力為1.5atm， 噴涂時間8s。將上述噴涂完畢的陽極支撐的電解質(zhì)雙層坯體置于高溫電爐中 熱處理，處理溫度為140(TC，升溫速率為4°C/min，保溫時間5h。熱處理完 成后得到陽極支撐的電解質(zhì)雙層膜。其次，通過高能球磨將5g LSF64， 10g乙二醇，40g異丙醇及10g淀粉 (有機造孔劑)加入球磨罐中，在500rpm轉(zhuǎn)速下球磨2h制得陰極槳料。通 過超生噴霧器將次陰極漿料噴涂于上述陽極支撐的電解質(zhì)雙層膜的電解質(zhì)層 上，在噴涂過程中陽極干坯體須放置在加熱臺上，溫度為250°C，載氣為氮 氣，流量為30mL/min，氣體壓力為l.Oatm，噴涂時間10s。將噴涂好的陰極l電解質(zhì)i陽極三層膜置于高溫電爐中熱處理，處理溫度為iooor，升溫速率為5。C/min，保溫時間3h。熱處理后得中空纖維型SOFC。圖4為陰極|電解 質(zhì)I陽極三層膜截面的SEM照片，電解質(zhì)大約為16pm，幾乎沒有孔，致密度10很高，因此離子導(dǎo)電性能良好。陰極陽極呈多孔結(jié)構(gòu)，它們與電解質(zhì)的連接 非常緊密，有利于氧離子在陰極-電解質(zhì)或電解質(zhì)-陽極界面的傳導(dǎo)。最后，進行中空纖維型燃料電池性能的測試。內(nèi)管通入氫氣作為燃料，外管通入空氣作為氧化劑。從圖5中可以看出，開路電壓在85(TC時為1.06V 這與理論值很接近，說明電解質(zhì)不存在瑕疵，功率密度可以達到600mW/cm2。實施例3: Ni + Smo.2Cea8019(SDC)l SDC |BSCF+SDC中空纖維型SOFC的制 備及性能測試首先，將5g聚乙烯醇縮丁醛，40g乙二醇，10g丁酮，20gN,N-二甲基 亞砜預(yù)混合，再分別稱取40gNiO和60g SDC粉體加入不銹鋼球磨罐中，球 磨48h后形成有機物-金屬氧化物漿料。將上述漿料真空脫氣后通過制膜模具 技出制得陽極坯體若干，將此坯體在真空狀態(tài)下于10(TC干燥24h后置于電 爐中IOO(TC熱處理5h(升溫速率為5'C/min)后得干坯體(內(nèi)徑lmm，厚度 0.6mm， 長150mm)。然后，將電解質(zhì)粉體10g ScSZ， 10g乙二醇，10g甲苯，80g異丙醇加 入球磨罐中，在500rpm轉(zhuǎn)速下球磨2h制得電解質(zhì)槳料。通過超生噴霧器將 次電解質(zhì)漿料噴涂于上述陽極干坯體上，在噴涂過程中陽極干坯體須放置在 加熱臺上，溫度為200°C，載氣為氮氣，流量為50mL/min，氣體壓力為1.5atm， 噴涂時間6s。將上述噴涂完畢的陽極支撐的電解質(zhì)雙層坯體置于高溫電爐中 熱處理，處理溫度為1400。C，升溫速率為4°C/min，保溫時間5h。熱處理完 成后得到陽極支撐的電解質(zhì)雙層膜。其次，通過高能球磨將1.5g BSCF， 3.5gSDC， 10g乙二醇，40g異丙醇 及8g乙基纖維素(有機造孔劑)加入球磨罐中，在450rpm轉(zhuǎn)速下球磨4h 制得陰極漿料。通過超生噴霧器將次陰極漿料噴涂于上述陽極支撐的電解質(zhì) 雙層膜的電解質(zhì)層上，在噴涂過程中陽極干坯體須放置在加熱臺上，溫度為 25(TC，載氣為氮氣，流量為30mL/min，氣體壓力為l.Oatm，噴涂時間6s。將噴涂好的陰極l電解質(zhì)l陽極三層膜置于高溫電爐中熱處理，處理溫度為950°C，升溫速率為10°C/min，保溫時間10h。熱處理后得中空纖維型SOFC。實施例4:除有機物替換為醋酸纖維素，電解質(zhì)替換為Lac.8Sro.2Ga。.8Mgo.203， 陽極原料替換為CuO，陰極替換為Bao.5Sra5Coo.8Feo.203(BSCF)+Ag外，其他 同實施例1。實施例5:除陽極替換為Cu+GDC+Sm203，陰極替換為LaQ.6SrQ.4Co。.2Feo.803 外，其他同實施例2。實施例6:除陽極替換為CU+Laa8Sr().2Gaa8Mg。.203+Pt ，陰極替換為 Laa6Sro.4Co。.2Feo.803+SDC+Ag外，其他同實施例3 。
權(quán)利要求
1. 一種中空纖維型固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將陽極原料加入含有機物的有機溶劑中混合均勻后成型制得陽極坯體，干燥固化后在800～1200℃下熱處理3～96h；(2)將含有電解質(zhì)粉體的有機溶劑懸浮液均勻噴涂到熱處理過的陽極坯體上，噴涂時加熱陽極坯體至溫度為80～250℃，將噴涂完電解質(zhì)的陽極坯體在1200～1600℃下熱處理3～96h，制得電解質(zhì)層；(3)將陰極粉體和有機造孔劑加入有機溶劑中分散均勻制得含有陰極粉體的有機物懸浮液，并均勻噴涂到電解質(zhì)層上，噴涂時加熱陽極坯體至溫度為80～250℃，噴涂完后在800～1200℃下熱處理3～96h，制得中空纖維型固體氧化物燃料電池。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的陽極原料選自過 渡金屬氧化物、鑭系金屬氧化物或鈣鈦礦型氧化物中的一種或幾種，或者還 包括質(zhì)量含量為10~60%的電解質(zhì)材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的陽極原料還包括 質(zhì)量含量為0.卜30%的貴金屬。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的陽極坯體的內(nèi)徑 為0.4~2mm，壁厚為0.2 0.8mm，長為5~150cm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的有機物為聚乙 烯醇、醋酸纖維素、淀粉、聚乙烯醇縮丁醛、聚砜、聚醚砜或聚酯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的有機溶劑選自 甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、N,N-二甲基乙酰氨或N,N-二甲基亞砜中的一種或幾種。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的陰極粉體選自鈣 鈦礦型氧化物或貴金屬中的一種或幾種，或者上述物質(zhì)與電解質(zhì)的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、 3或7述的制備方法，其特征在于所述的電解質(zhì)為釔 穩(wěn)定的氧化鋯、鈧穩(wěn)定的氧化鋯、釤摻雜的氧化鈰或鑭鎵基鈣鈦礦型氧化物 電解質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的有機造孔劑為淀 粉、甘油、聚乙烯醇、乙基纖維素或聚乙烯醇縮丁醛。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的中空纖維型固體 氧化物燃料電池的內(nèi)直徑為0.3 1.5mm，壁厚0.15 0.60mm，長度為3 120cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中空纖維型固體氧化物燃料電池的制備方法，包括如下步驟將陽極原料加入含有機物的有機溶劑中混合均勻后成型制得陽極坯體，將含有電解質(zhì)粉體的有機溶劑懸浮液均勻噴涂到熱處理過的陽極坯體上制得電解質(zhì)層；將陰極粉體和有機造孔劑加入有機溶劑中分散均勻制得含有陰極粉體的有機物懸浮液，并均勻的噴涂到電解質(zhì)層上，再熱處理制得中空纖維型固體氧化物燃料電池。本發(fā)明采用中空纖維型SOFC結(jié)構(gòu)，大大縮小了管式SOFC的直徑，使SOFC在單位體積內(nèi)的功率密度提高3～10倍。同時直徑的縮小還使電極和電解質(zhì)的厚度大幅降低，因此電極和電解質(zhì)上的阻力隨之下降，提高電池性能。本發(fā)明可縮減制備成本，簡化制備工藝。
文檔編號H01M8/02GK101252199SQ20081002468
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者然 冉, 嵬 周, 徐南平, 邵宗平, 金萬勤 申請人:南京工業(yè)大學(xué)