The invention relates to a simple method for preparing a solid oxide fuel cell, belonging to the fuel cell field. The method is as follows: (1) casting SSZ electrolyte layer; (2) in the casting anode functional layer and the anode support layer step SSZ electrolyte layer, the formation of green A; (3) cast cathode functional layer, and cast in the cathode functional layer cathode support layer, forming the blank B; (4) the SSZ level of A and electrolyte blank blank B cathode function layer superimposed together by laminating to get a complete battery blank; (5) will be obtained in step four battery blank in high temperature sintering furnace. The invention has the advantages that the laminated biscuit technology can ensure the uniform stress, thereby reducing the interfacial stress, eliminate crack and delamination; by laminating the blank A and blank B were totally blank, and then use the battery, a step sintering technique for the preparation of all batteries, can reduce SOFC preparation steps. To reduce the production cost, save time.
【技术实现步骤摘要】
一种简单的固体氧化物燃料电池制备方法
本专利技术属于燃料电池领域,具体涉及一种简单的固体氧化物燃料电池制备方法。
技术介绍
燃料电池是一种可以将内部的化学能转换为电能的发电装置,它是除了火力发电、水力发电和太阳能发电等方案之外的一项创新的思路。在众多类型的燃料电池中,固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell,SOFC)存在很明显的优势,它对燃料的要求不高,氢气、煤气和各种烃类化合物都可以作为燃料加以利用。整个电池的阳极、电解质和阴极采用的都是固体,不需要像其它类型的电池需要进行防漏和防腐操作。此外,它转化能量的效率很高,节约燃料。目前,SOFC的发展已成为国际上的研究热点。燃料电池的制备问题一直是影响燃料电池原料选择、电池性能、寿命的重要因素。因为燃料电池的电解质、阳极、阴极和连接体的要求和应用环境均不相同,所以在制备方法上也有较大的差异。制备SOFC电极的方法很多,主要分为物理方法、化学方法以及陶瓷成型方法。中国专利公开号CN104779409A、名称为“一种固体氧化物燃料电池及其制备方法”的专利申请,介绍了以钙钛矿型氧化物为阳极材料的多孔阳极支撑体上依次沉积多孔阳极功能层、致密电解质层和多孔阴极功能层,经还原处理后在多孔阴极功能层上沉积多孔阴极层的电池制备方法,其中多孔钙钛矿阳极支撑体、多孔阳极功能层内沉积有纳米掺杂氧化铈,多孔阴极功能层内依次沉积有纳米掺杂氧化铈和纳米阴极材料。该方法所制备的固体氧化物燃料电池长期结构稳定,可经受多次氧化-还原循环,抗积碳,并具有耐硫性能,但制备过程复杂,周期长,多次用到丝网印刷,条件可重复性差。中国专 ...
【技术保护点】
一种简单的固体氧化物燃料电池制备方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤一:流延SSZ电解质层;步骤二:在步骤一SSZ电解质层上流延阳极功能层和阳极支撑层,形成素坯A;步骤三:流延阴极功能层,并在阴极功能层上流延阴极支撑层,形成素坯B;步骤四:将素坯A的SSZ电解质层面和素坯B的阴极功能层面叠加在一起,通过层压得到一个完整的全电池素坯;步骤五:将步骤四所得全电池素坯放入高温炉中进行烧结处理。
【技术特征摘要】
1.一种简单的固体氧化物燃料电池制备方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤一:流延SSZ电解质层;步骤二:在步骤一SSZ电解质层上流延阳极功能层和阳极支撑层,形成素坯A;步骤三:流延阴极功能层,并在阴极功能层上流延阴极支撑层,形成素坯B;步骤四:将素坯A的SSZ电解质层面和素坯B的阴极功能层面叠加在一起,通过层压得到一个完整的全电池素坯;步骤五:将步骤四所得全电池素坯放入高温炉中进行烧结处理。2.根据权利要求1所述的一种简单的固体氧化物燃料电池制备方法,其特征在于:所述燃料电池依次由阳极支撑层、阳极功能层、电解质层、阴极功能层及阴极支撑层制为一体构成;所述阳极支撑层由NiO相和SSZ相组成,阳极支撑层厚度为500~700μm;所述阳极功能层由NiO相和SSZ相组成,阳极功能层厚度为20~35μm;所述电解质层由SSZ相组成,电解质层厚度为10~20μm;所述阴极功能层由LSM相和SSZ相组成,阴极功能层厚度为20~35μm;所述阴极支撑层由LSM相和SSZ相组成,阴极支撑层厚度为20~50μm;所述的SSZ为Sc2O3稳定的ZrO2,即Zr0.92Sc0.08O2;所述的LSM为La0.8Sr0.2MnO3。3.根据权利要求1或2所述的简单的固体氧化物燃料电池制备方法,其特征在于:步骤一中,所述SSZ电解质层流延方法如下:将0.2~1.0mL的分散剂三乙醇胺溶解在80~120mL乙醇和50~150mL丁酮的混合溶剂中,加入80~120gSSZ粉末,先球磨12~24小时,再依次添加0.5~2.0g的聚乙烯醇缩丁醛增塑剂以及0.5~2.0g的聚乙二醇和0.5~2.0g的聚甲基丙烯酸甲酯增韧剂,继续球磨12~24小时,取出浆料,真空脱泡,去除里面的空气,流延SSZ电解质层,涉及到的原料及试剂纯度均为分析纯。4.根据权利要求1所述的简单的固体氧化物燃料电池制备方法,其特征在于:步骤二中,所述阳极支撑层流延方法如下:将0.2~1.0mL的分散剂三乙醇胺溶解在80~120mL乙醇和50~150mL丁酮的混合溶剂中,加入200-220克的NiO和SSZ,其中NiO和SSZ的质量比为6:1~4,加入NiO和SSZ粉体总质量10~20%的淀粉作为造孔剂,先球磨18小时,再依次添加0.5~2.0g的聚乙烯醇缩丁醛增塑剂以及0.5~2.0g的聚乙二醇和0.5~2.0g的聚甲基丙烯酸甲酯增韧剂,继续球磨18小时,取出浆料,真空脱泡,去除里面的空气,流延阳极支撑层,涉及到的原料及试剂纯度均为分析纯。5.根据权利要求1所述的简单的固体氧化物燃料电池制备方法,其特征在于:步骤二中,所述阳极功能层流延方法如下:将...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙克宁,乐士儒,宋雪芹,秦龙,靳超,朱晓东,张乃庆,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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