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专利号: 2021101243922
申请人: 中国矿业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于铈酸钡基质子导体一体化全对称固体氧化物燃料电池电极材料,其特征在于,其化学式为BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ,式中δ为保证物质电中性的数值。

2.一种权利要求1所述的基于铈酸钡基质子导体一体化全对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2+ 3+ 3+

(1)以含有钡离子Ba 的化合物、含有铈离子Ce 的化合物、含有铁离子Fe 的化合物、

2+

含有镍离子Ni 的化合物为原料,按化学式BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ中相应金属元素的化学计量

2+ 3+

比称取各原料;将称取的含有钡离子Ba 的化合物、含有铈离子Ce 的化合物、含有铁离子

3+ 2+

Fe 的化合物、含有镍离子Ni 的化合物依次加到水中得到混合溶液;

(2)向步骤(1)得到的混合溶液中加入络合剂,络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸中的一种或两种,络合剂的添加量为溶液中金属离子摩尔数的1~2倍,搅拌至络合剂溶解,再加入氨水调整溶液pH值为7~8,得到澄清溶液;

(3)将溶液加热浓缩后发生自持燃烧,将燃烧后所得粉体在空气气氛下于900~1000℃煅烧,从而得到BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ电极粉体材料。

3.根据权利要求2所述的基于铈酸钡基质子导体一体化全对称固体氧化物燃料电池电

2+

极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述含有钡离子Ba 的化合物为硝酸钡、乙酸

2+

钡、碳酸钡中的一种;所述含有镍离子Ni 的化合物为硝酸镍、乙酸镍中的一种。

4.根据权利要求3所述的基于铈酸钡基质子导体一体化全对称固体氧化物燃料电池电

2+

极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中含有钡离子Ba 的化合物为乙酸钡,所述含有铈

3+ 3+ 2+

离子Ce 的化合物为硝酸铈,所述含有铁离子Fe 的化合物为硝酸铁,所述含有镍离子Ni的化合物为硝酸镍。

5.根据权利要求2所述的基于铈酸钡基质子导体一体化全对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述络合剂为柠檬酸和乙二胺四乙酸,所述柠檬酸、乙二胺四乙酸的摩尔比为1:0.8。

6.根据权利要求2所述的基于铈酸钡基质子导体一体化全对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述煅烧温度为1000℃,煅烧时间为3小时。

7.权利要求1所述的基于铈酸钡基质子导体一体化全对称固体氧化物燃料电池电极材料在制备固体氧化物燃料电池中的应用,其特征在于,包括以下步骤:(1)在BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ电极粉体材料中加入一定量的粘结剂并研磨制成电极浆料;

(2)将步骤(1)中制得的BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ电极浆料均匀涂覆在BZCY电解质片两侧并烘干,得到电池片;

(3)将烘干后的电池片置于马弗炉中在空气气氛下烧结,得到含BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ电极的固体氧化物燃料电池。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,步骤(1)中所述BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ电极粉体材料与粘结剂的质量比为1:1.5;所述粘结剂由松油醇、乙基纤维素按质量比9:1混合组成。

9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,步骤(3)中所述烧结温度为900~1000℃,烧结时间为2~3小时。

10.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述固体氧化物燃料电池的BaCe0.5Fe0.4Ni0.1O3‑δ电极层厚度为20~40μm。