一种掺杂氧化铈基固体氧化物燃料电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种掺杂氧化铈基固体氧化物燃料电池，包括依次接触的：阳极支撑体；含Ba和/或Sr的阳极功能层；电子阻挡层；掺杂氧化铈的电解质层；阴极层；所述电子阻挡层由阳极功能层和电解质层共烧结形成。本发明专利技术利用阳极功能层中的元素在高温下扩散，与电解质层在界面处原位反应生成电子阻挡层，有效提高了电池的开路电压，使得电池能在中低温区间高效稳定工作。和传统的采用双层电解质，复合电解质的方法相比，本发明专利技术工艺简单有效，具有更为优越的电池性能，为推动中低温固体氧化物燃料电池的发展提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂氧化铈基固体氧化物燃料电池及其制备方法
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种掺杂氧化铈基固体氧化物燃料电池及其制备方法。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种将储存在燃料中的化学能直接转化为电能的能量转换装置，因其不受卡诺循环限制，具有能量转化效率高、燃料适应性广、环境友好、全固态结构，安全可靠等优点受到广泛关注。被认为是很有竞争力的绿色发电技术，其在大型电站、分布式电站、家用热电联供系统、汽车辅助电源、便携移动电源等领域具有广阔的应用前景。目前，较高的工作温度(800-1000℃)仍是限制SOFC发展和应用的重要因素。在高的工作温度下，对电池各部件的选择有着很高的要求(包括高的化学稳定性，高温强度，相似的热膨胀系数等)，从而造成制备和操作成本高，电池性能衰减速度加快等问题。降低SOFC的操作温度至中低温(≤700℃)不仅可以克服上述缺点，而且可缩短电池的启动时间，减少电池中由于各部件的热膨胀系数不一致造成的热应力以及电极微结构破坏造成的颗粒粗化团聚。此外，电池的连接材料和密封材料的可选择性更广，例如可以使用廉价的不锈钢作为电池堆的连接材料，具有强度高，易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂氧化铈基固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括依次接触的：阳极支撑体；含Ba和/或Sr的阳极功能层；电子阻挡层；掺杂氧化铈的电解质层；阴极层；所述电子阻挡层由阳极功能层和电解质层共烧结形成。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂氧化铈基固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括依次接触的：阳极支撑体；含Ba和/或Sr的阳极功能层；电子阻挡层；掺杂氧化铈的电解质层；阴极层；所述电子阻挡层由阳极功能层和电解质层共烧结形成。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述共烧结的温度为1200～1400℃。3.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极支撑体为电子导电相和离子导电相组成的复合阳极材料，其中电子导电相为NiO或CuO，离子导电相为LnyCe1-yO2-δ或M(Ce1-x-yZrxLny)O3-δ钙钛矿材料，Ln为Y、Yb、Sm、Gd、Nd和La中的一种或多种，M为Ba和/或Sr，0≤x≤0.9，0＜y≤0.4，离子导电相的质量分数为30wt％～60wt％。4.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极功能层为电子导电相和离子导电相组成的复合阳极材料，其中电子导电相为NiO或CuO，离子导电相为M(Ce1-x-yZrxLny)O3-δ钙钛矿材料，其中，0≤x≤0.9，0≤y≤0.4，M为Ba和/或Sr，Ln为Y、Yb、Sm、Gd、Nd和La中的一种或多种，离子导电相的质量分数为30wt％～60wt％。5.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述电解质层为LnyCe1-yO2-δ，其中，0＜y≤0.4，Ln为Y、Yb、Sm、Gd、Nd和La中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阴极层为电子导电相和离子导电相组成的复合阴极材料，其中，电子导电相为Sm0.5Sr0.5CoO3-δ，P...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫正，孙文平，单铎，曹加锋，武煜森，苗利娜，刘卫，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34