专利汇可以提供一种固体氧化物燃料电池阳极及制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 固体 氧 化物 燃料 电池 阳极 及制备方法,特征是以掺杂 钛 矿镉酸镧或钛酸盐复合氧化物为阳极结构骨架和主 电子 导电相,采用离子浸渍法、或高分子模板法、或溶胶-凝胶法、或悬浮颗粒浆料 浸涂 法,在多孔阳极结构骨架的内、外孔表面制备一层厚度0.05-5微米的纳米颗粒阳极活性物质多孔膜;所述阳极活性物质包括二氧化铈,或掺杂二氧化铈,或二氧化锆基氧离子导体 电解 质,或铈酸盐基质子导体 电解质 ,或上述活性物质的混合物,或上述阳极活性物质中加入少量的Ni或Ni-Cu以及V2O5。具有在电池的制备和操作条件下化学和结构稳定,电导率高,燃料氧化的催化活性高,与相邻材料物理、化学匹配,结构尺寸稳定,抗积 碳 ,并具有耐硫性能的优点,适宜于直接碳氢化合物燃料操作。,下面是一种固体氧化物燃料电池阳极及制备方法专利的具体信息内容。
1.一种固体氧化物燃料电池阳极,其特征在于:在多孔钙钛矿掺杂镉酸镧或掺杂钛酸盐复合氧化物的阳极主电子导电相和结构骨架的内、外表面有一层厚度0.05-5微米的纳米颗粒多孔阳极活性物质膜。
2.一种固体氧化物燃料电池阳极的制备方法,其特征在于:先制备出多孔掺杂钙钛矿镉酸镧或钛酸盐复合氧化物的阳极主电子导电相和结构骨架,即:对于支撑体阳极,采用挤压成型、浇注成型、旋转离心成型或干压成型,在烧成的多孔钙钛矿掺杂镉酸镧或掺杂钛酸盐复合氧化物的阳极主电子导电相和结构骨架的内、外孔表面,采用离子浸渍法、或高分子模板法、或溶胶-凝胶法、或悬浮颗粒浆料涂膜法制备一层阳极活性物质,经烧结形成一层厚度0.05-5微米的纳米颗粒的多孔阳极活性物质膜;对于非支撑体阳极,采用丝网印刷法、或采用浆料喷涂法制备阳极结构骨架的生坯膜,经烧结形成多孔掺杂钙钛矿镉酸镧或钛酸盐复合氧化物的阳极主电子导电相和结构骨架;再采用离子浸渍法、或高分子模板法、或溶胶-凝胶法、或悬浮颗粒浆料浸法制膜以及焙烧,在多孔掺杂钙钛矿镉酸镧或钛酸盐复合氧化物阳极主电子导电相和结构骨架的内、外孔表面形成一层厚度0.05-5微米的纳米颗粒多孔阳极活性物质膜。
3.如权利要求1或2所述固体氧化物燃料电池阳极及其制备方法,特征在于:所述掺杂钙钛矿型镉酸镧基阳极结构骨架,其材料的化学式为Ln1-x-zAxCr1-yByO3,其中的Ln为镧系元素,包括:镧、铈、镨、钕、钐、钆、镝或混合稀土金属元素;A为取代Ln镧系元素的碱土金属,包括:钙、锶或钡;B为取代Cr的过渡金属元素,包括:锰、铁、镍、钒或铌;化学式中的x=0-0.5,y=0-0.5,z=0-0.15。
4.如权利要求1或2所述固体氧化物燃料电池阳极及其制备方法,特征在于:所述掺杂钙钛矿型钛酸盐基阳极结构骨架,其材料的化学式为M1-x-zAxTi1-yByO3,其中的M为碱土金属元素,包括:钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba);A为部分取代M的掺杂元素,包括:钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pu)、钕(Nd)、钐(Sm)、钆(Gd)、镝(Dy)或混合稀土金属元素;B为部分取代Ti的过渡金属,包括:锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、钒(V)、或铌(Nb);化学式中的x=0-0.1,y=0-0.5,z=0-0.15。
5.如权利要求1或2所述固体氧化物燃料电池阳极及其制备方法,特征在于:所述阳极活性物质包括:二氧化铈;钐或钆掺杂的二氧化铈(DCO);Y2O3稳定的氧化锆ZrO2(YSZ);Sc2O3稳定的氧化锆ZrO2(SSZ);DCO+YSZ,或DCO+SSZ,其中SDC的质量含量为1-60%;掺杂铈酸盐质子导体电解质,包括MCe1-xLnxO3,其中M=Sr,Ba,Ln=Y,Pr,Nd,Sm,Gd,或Dy;MCe1-xLnxO3+YSZ,或MCe1-xLnxO3+SSZ,或MCe1-xLnxO3+SDC,其中MCe1-xLnxO3的质量含量为1-60%;DCO+Ni,或YSZ+Ni,或SSZ+Ni,或MCeO3+Ni,其中Ni的质量含量为0.1-15%;DCO+YSZ+Ni,或DCO+SSZ+Ni,或MCe1-xLnxO3+YSZ+Ni,或MCe1-xLnxO3+SSZ+Ni,或MCe1-xLnxO3+SDC+Ni,其中,YSZ或SSZ的质量含量为1-60%,Ni的质量含量为0.1-15%;DCO+Ni-Cu,YSZ+Ni-Cu,或SSZ+Ni-Cu,或MCe1-xLnxO3+Ni-Cu,其中Ni-Cu总质量含量为0.1-15%,且Ni-Cu中Ni的质量含量为10-100%;DCO+YSZ+Ni-Cu,或DCO+SSZ+Ni-Cu,或MCe1-xLnxO3+YSZ+Ni-Cu,或MCe1-xLnxO3+SSZ+Ni-Cu,或MCe1-xLnxO3+SDC+Ni-Cu,其中,YSZ或SSZ或SDC的质量含量为1-60%,Ni-Cu总质量含量为0.1-15%,且Ni-Cu中Ni的质量含量10-100%;或在上述各阳极活性物质中加入质量百分比为0.1-20%的V2O5。
6.如权利要求2所述固体氧化物燃料电池阳极的制备方法,特征在于:所述以离子浸渍法制备阳极结构骨架表面的纳米颗粒阳极活性氧化物,即以金属硝酸盐为原料,配制成0.005-1M的混合金属离子水溶液,且使其中各离子的摩尔比与其在阳极活性氧化物中的相同;然后将多孔掺杂钙钛矿镉酸镧或钛酸盐复合氧化物阳极主电子导电相和结构骨架浸没在该混合金属离子溶液里,真空排气至多孔阳极结构骨架的孔内充满金属硝酸盐溶液,干燥后,焙烧至多孔阳极结构骨架内、外表面的硝酸盐分解,形成纳米颗粒的阳极活性氧化物,并烧结附着在阳极结构骨架的内、外表面,形成厚度0.05-5微米的纳米颗粒多孔阳极活性物质膜。
7.如权利要求2所述固体氧化物燃料电池阳极的制备方法,特征在于:所述高分子模板法,即以相应金属的盐为起始物,与高分子单体均匀混合制成溶液涂敷在阳极骨架的表面,然后改变体系的pH值和/或温度至高分子单体发生聚合,使其中的金属盐析出形成纳米颗粒,后经灼烧去除高分子有机物、并使金属盐分解为纳米颗粒的金属氧化物和纳米颗粒金属氧化物烧结附着于阳极骨架的表面,形成厚度0.05-5微米的纳米颗粒多孔阳极活性物质膜。
8.如权利要求2所述固体氧化物燃料电池阳极的制备方法,特征在于:所述溶胶-凝胶法制备阳极表面修饰层,即以相应金属的醇盐为起始物,水解制备相应的溶胶,将镉酸镧基、或钛酸盐基复合氧化物的多孔阳极结构骨架浸没在溶胶里,真空排气使多孔阳极结构骨架的孔内充满溶胶;经干燥,焙烧,凝胶分解,得到相应的纳米颗粒的阳极活性氧化物并烧结附着于骨架阳极表面,形成厚度0.05-5微米的纳米颗粒多孔阳极活性物质膜。
9.如权利要求2所述固体氧化物燃料电池阳极的制备方法,特征在于:所述悬浮颗粒浆料浸渍涂膜法制备阳极表面修饰层,即以相关纳米颗粒的阳极活性氧化物粉体为原料,制备成固体粉体质量含量2-10%的悬浮颗粒浆料,然后把镉酸镧基、或钛酸盐基复合氧化物多孔阳极结构骨架浸没在浆料里,真空排气使多孔阳极结构骨架的孔内充满浆料;经干燥,烧结,至纳米颗粒的阳极活性氧化物并烧结附着于骨架阳极表面,形成厚度0.05-5微米的纳米颗粒多孔阳极活性物质膜。
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