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专利号: 2014101513781
申请人: 淮南师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种管式固体氧化物燃料电池封接材料,其特征在于:由内到外包括导电层(31),密封层(32)和粘结层(33),所述导电层(31)为金属管或复合阳极支撑管,所述金属管选自Ag、Cu和Ni中一种,所述导电层(31)外侧涂覆SrxA1-xTiyB1-yO3基密封层(32),其中A选自La或Y;B选自Fe,Co,Ni,Cu和Zn中一种;x为0.5~1,y为0.5~1,所述密封层(32)外侧涂覆所述粘结层(33),所述粘结层(33)为LaCrO3基连接材料。

2.根据权利要求1所述管式固体氧化物燃料电池封接材料,其特征在于:所述 SrxA1-xTiyB1-yO3 基 密 封 层(32) 选 自 Sr0.7La0.3Ti0.5Fe0.5O3,Sr0.7Y0.3Ti0.5Fe0.5O3,Sr0.7La0.3Ti0.5Co0.5O3,Sr0.7Y0.3Ti0.5Co0.5O3,Sr0.7La0.3Ti0.5Ni0.5O3,Sr0.7Y0.3Ti0.5Ni0.5O3,Sr0.7La0.3Ti0.5Cu0.5O3,Sr0.7Y0.3Ti0.5Cu0.5O3,Sr0.7La0.3Ti0.5Zn0.5O3和Sr0.7Y0.3Ti0.5Zn0.5O3中一种。

3.根据权利要求1所述管式固体氧化物燃料电池封接材料,其特征在于:所述复合阳极支撑管为NiO-氧化钇稳定的氧化锆、NiO-BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ和NiO-BaZr0.7Pr0.1Y0.16Zn0.04O3-δ复合阳极支撑管中一种。

4.根据权利要求1所述管式固体氧化物燃料电池封接材料,其特征在于:所述LaCrO3基连接材料选自La0.7Sr0.3CrO3或LaCrO3。

5.权利要求1-4任意一项所述管式固体氧化物燃料电池封接材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

步骤一:采用PVA为分散剂,球墨研磨法制得固含量为15wt%的SrxA1-xTiyB1-yO3基浆料;

步骤二:采用PVA为分散剂,球墨研磨法制得固含量为15wt%的LaCrO3基浆料;

步骤三:导电层(31)以金属管或复合阳极支撑管为支撑,在其表面均匀涂覆SrxA1-xTiyB1-yO3基浆料,于空气气氛中1300~1500℃烧结4~10小时,烧结成型得到SrxA1-xTiyB1-yO3基密封层(32);

步骤四:在步骤三中密封层(32)表面上再涂覆步骤二中LaCrO3基浆料,于空气气氛中

1300~1500℃烧结4~10小时得到粘结层(33)。

6.一种管式固体氧化物燃料电池堆,包括至少两个单体电池(4),所述单体电池(4)截面为圆形或扁椭圆状,所述单体电池管壁分为内层(41)、中间夹层(42)和外层(43)构成的三层结构,所述内层(41)为阳极,采用多孔阳极管为支撑管,所述中间夹层(42)为电解质,所述外层(43)为多孔阴极,其特征在于:所述单体电池(4)两端部管壁上分别有一开孔,采用权利要求1-4任意一项所述管式固体氧化物燃料电池封接材料(3)将相邻单体电池(4)端部管壁上开孔串联密封连接组成电池堆,连接处采用导电胶封口。

7.根据权利要求6所述管式固体氧化物燃料电池堆,其特征在于:所述用于制备内层(41)阳极的材料为NiO和氧化钇稳定的氧化锆混合物、NiO和BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ混合物和NiO和BaZr0.7Pr0.1Y0.16Zn0.04O3-δ混合物中一种。

8.根据权利要求7所述管式固体氧化物燃料电池堆,其特征在于:所述用于制备外层(43)多孔阴极的材料为(La0.75Sr0.25)0.95MnO3。

9.根据权利要求8所述管式固体氧化物燃料电池堆,其特征在于:所述中间夹层(42)电解质为氧化钇稳定的氧化锆、BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ和BaZr0.7Pr0.1Y0.16Zn0.04O3-δ中一种。

10.权利要求9所述管式固体氧化物燃料电池堆制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

步骤(a):将用于制备内层(41)阳极的材料NiO和氧化钇稳定的氧化锆混合物或NiO和BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ混合物或NiO和BaZr0.7Pr0.1Y0.16Zn0.04O3-δ混合物和造孔剂按6:4:2比例混合球墨24小时后干燥得所需的阳极初级粉体,所需的阳极初级粉体采用挤塑成型得到阳极支撑管素坯,于空气气氛中1300~1500℃烧结4~10小时,烧结后得到NiO-氧化钇稳定的氧化锆、NiO-BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ或NiO-BaZr0.7Pr0.1Y0.16Zn0.04O3-δ复合阳极支撑管;

步骤(b):采用丝网印刷法将中间夹层(42)电解质均匀涂覆在步骤(a)所述阳极支撑管上并于空气气氛中1300~1500℃烧结4~10小时后制备电解质薄膜得到管状半电池;

步骤(c):在制备外层(43)多孔阴极的材料中加入粉体质量20%的含5~10wt%乙基纤维素的松油醇,混合研磨均匀后得到阴极浆料,用丝网印刷法将浆料均匀涂覆在烧结成型的单体管状半电池上的烧结成型后得到管式固体氧化物燃料单体电池(4);

步骤(d):在管式固体氧化物燃料单体电池(4)两端部管壁上分别开一个孔;

步骤(e):采用权利要求1-4任意一项所述管式固体氧化物燃料电池封接材料将相邻单体电池(4)端部管壁上开孔串联密封连接组成电池堆,连接处采用导电胶封口。