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专利号: 2017102331106
申请人: 阜阳师范大学
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:2024-08-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种掺杂铈酸锶-碱金属盐复合电解质,其特征在于,所述掺杂铈酸锶为正三价稀土元素掺杂铈酸锶,所述碱金属盐为碱金属盐酸盐。

2.根据权利要求1所述的复合电解质,其特征在于,所述正三价稀土元素选自Y3+、Lu3+、Eu3+及Tm3+任意一种,优选为Eu3+;和/或所述掺杂铈酸锶的化学组成为SrCe(1-y)MyO3-α,其中,0≤y≤0.20,0≤α≤0.1,y是正三价稀土元素M形成固溶体的掺杂量,α代表每个掺杂铈酸锶单元的氧空位数。

3.根据权利要求1或2所述的复合电解质,其特征在于,

所述掺杂铈酸锶中还掺杂有锆;和/或

所述掺杂铈酸锶的化学组成为SrCe(1-x-y)ZrxMyO3-α,其中,0.10≤x≤0.60,0≤y≤0.20,

0≤α≤0.1,x是Zr形成固溶体的掺杂量,y是正三价稀土元素M形成固溶体的掺杂量,α代表每个掺杂铈酸锶单元的氧空位数。

4.根据权利要求1至3之一所述的复合电解质,其特征在于,掺杂铈酸锶与碱金属盐的重量比为(3~8):1,优选为(4~5):1。

5.一种制备权利要求1~4之一所述掺杂铈酸锶-碱金属盐复合电解质的方法,所述方法包括以下步骤:

1)将掺杂铈酸锶与碱金属盐混合、压制,得到复合物前体;

2)煅烧步骤1)得到的复合物前体,制得掺杂铈酸锶-碱金属盐复合电解质。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤1)中,

掺杂SrCeO3的化学组成为SrCe(1-x-y)ZrxMyO3-α,其中,0.10≤x≤0.60,0≤y≤0.20,0≤α≤0.1,x是Zr形成固溶体的掺杂量,y是正三价稀土元素M形成固溶体的掺杂量,α代表每个掺杂铈酸锶单元的氧空位数。

7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,步骤1)中所述掺杂铈酸锶根据包括以下步骤的方法制备而得的:

1-1),按设定摩尔比称取锶源、铈源、锆源和含稀土元素化合物溶解于浓硝酸中,加入配体化合物;

1-2),调节体系pH值使其形成溶胶,加热至形成凝胶;

1-3),对凝胶进行煅烧,得到掺杂铈酸锶。

8.根据权利要求5~7之一所述的方法,其特征在于,步骤1-3)中,在1150℃~1250℃下对凝胶进行第一次煅烧,在1500~1600℃下进行第二次煅烧,第一次煅烧的时间为4~6小时,第二次煅烧的时间为4~8小时。

9.根据权利要求5~8之一所述的方法,其特征在于,步骤2)中,制得掺杂铈酸锶-碱金属盐复合电解质在2θ为20.75°、29.48°、42.18°及61.13°处分别存在(110)、(112)、(220)及(224)晶面衍射峰;和/或温度为700℃时,其在空气气氛中的电导率达到1.27×10-1S.cm-1。

10.根据权利要求5~9之一所述的方法,其特征在于,步骤2)中,采用制得掺杂铈酸锶-碱金属盐复合电解质组装成的H2/O2燃料电池,温度为700℃时,开路电压为1.07V,-2燃料电池在至少40小时内,输出功率密度达0.57~0.58W·cm ,电流密度达0.89~

0.90A·cm-2,电压维持在0.63~0.65V。