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一種摻雜氧化鈰基固體氧化物燃料電池及其制備方法與流程

文檔序號:12682876閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種摻雜氧化鈰基固體氧化物燃料電池,其特征在于,包括依次接觸的:

陽極支撐體;

含Ba和/或Sr的陽極功能層;

電子阻擋層;

摻雜氧化鈰的電解質(zhì)層;

陰極層;

所述電子阻擋層由陽極功能層和電解質(zhì)層共燒結(jié)形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池,其特征在于,所述共燒結(jié)的溫度為1200~1400℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池,其特征在于,所述陽極支撐體為電子導(dǎo)電相和離子導(dǎo)電相組成的復(fù)合陽極材料,其中電子導(dǎo)電相為NiO或CuO,離子導(dǎo)電相為LnyCe1-yO2-δ或M(Ce1-x-yZrxLny)O3-δ鈣鈦礦材料,Ln為Y、Yb、Sm、Gd、Nd和La中的一種或多種,M為Ba和/或Sr,0≤x≤0.9,0<y≤0.4,離子導(dǎo)電相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30wt%~60wt%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池,其特征在于,所述陽極功能層為電子導(dǎo)電相和離子導(dǎo)電相組成的復(fù)合陽極材料,其中電子導(dǎo)電相為NiO或CuO,離子導(dǎo)電相為M(Ce1-x-yZrxLny)O3-δ鈣鈦礦材料,其中,0≤x≤0.9,0≤y≤0.4,M為Ba和/或Sr,Ln為Y、Yb、Sm、Gd、Nd和La中的一種或多種,離子導(dǎo)電相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30wt%~60wt%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池,其特征在于,所述電解質(zhì)層為LnyCe1-yO2-δ,其中,0<y≤0.4,Ln為Y、Yb、Sm、Gd、Nd和La中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池,其特征在于,所述陰極層為電子導(dǎo)電相和離子導(dǎo)電相組成的復(fù)合陰極材料,其中,電子導(dǎo)電相為Sm0.5Sr0.5CoO3-δ,PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O3-δ,Ba0.5Sr0.5FeO3-δ,Pr0.6Sr0.4Cu0.2Fe0.8O3-δ或La0.7Sr0.3FeO3-δ鈣鈦礦材料,離子導(dǎo)電相為LnyCe1-yO2-δ或M(Ce1-x-yZrxLny)O3-δ鈣鈦礦材料,Ln為Y、Yb、Sm、Gd、Nd和La中的一種或多種,M是Ba和/或Sr,0≤x≤0.9,0<y≤0.4,離子導(dǎo)電相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20wt%~50wt%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池,其特征在于,所述陽極功能層的厚度為20~200μm。

8.一種權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的摻雜氧化鈰基固體氧化物燃料電池的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

A)將具有陽極支撐體、含Ba和/或Sr的陽極功能層和摻雜氧化鈰的電解質(zhì)層的生坯在1200~1400℃條件下高溫煅燒,得到半電池陶瓷片;

B)在步驟A)得到的半電池陶瓷片的電解質(zhì)層表面制備陰極層,燒結(jié)后得到所述摻雜氧化鈰基固體氧化物燃料電池。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述步驟A)具體為:

1)將陽極支撐體陶瓷粉體與造孔劑混合,干壓法制備陽極支撐體陶瓷生坯;

2)將陽極功能層陶瓷粉體,分散于陽極支撐體基底上,共壓法制備具有陽極支撐體和陽極功能層的雙層陶瓷生坯;

3)將電解質(zhì)陶瓷粉體,分散于陽極功能層表面,共壓法制備具有陽極支撐體、陽極功能層和電解質(zhì)層的半電池陶瓷生坯;

4)將壓制好的半電池陶瓷生坯,高溫煅燒得到半電池陶瓷片。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述步驟B)燒結(jié)的溫度為800~1000℃。

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