The invention relates to a ceramic composite electrolyte membrane for fuel cells and a preparation method thereof, belonging to the field of fuel cells. The invention provides a preparation method of a ceramic composite electrolyte membrane for fuel cell, which is prepared according to the following steps: A, mixing calcium titanate ceramic powder, bismuth oxide, polyethylene glycol and dispersant, adding to ball milling in water to obtain ceramic slurry; B, adding citric acid to the ceramic slurry, and adjusting pH to 3 5, ball milling, The mixed liquid A, C, nano fiber and foaming agent were added into the mixture A to get the ceramic foam slurry. The ceramic foam slurry was evenly coated on the electrolyte matrix, and the ceramic composite electrolyte membrane for fuel cell was prepared by the calendering and sintering. The ceramic composite electrolyte membrane prepared by the invention can effectively enhance the transmission efficiency of the proton in the electrolyte membrane and improve the performance of the fuel cell.
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用陶瓷复合电解质膜及制备方法
本专利技术涉及一种燃料电池用陶瓷复合电解质膜及制备方法,属于燃料电池领域。
技术介绍
固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。它除了具有一般的燃料电池的高效率,低污染的优点外,还具有以下特点:(1)固体氧化物燃料电池工作温度可达1000℃,是目前所有燃料电池工作温度最高的经由热回收技术进行热电合并发电,可以获得超过80%的热电合并效率;⑵固体氧化物燃料电池的电解质是固体,因此没有电解质蒸发与泄露的问题。而且电极也没有腐蚀的问题,运转寿命长,此外,由于构成材料的池体材料全部是固体,电池外形具有灵活性;(3)固体氧化物燃料电池在高温下进行化学反应,因此,无需使用贵重金属作为触媒,且本身具有内重整能力,可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲醇等作燃料,简化了电池系统;(4)固体氧化物燃料电池能提供高质余热,实现热电联产,燃料利用率高,能量利用率高达80%左右,是一种清洁高效的能源系统;(5)固体氧化物燃料电池具有较高的电流密度和功率密度;(6)固体氧化物燃料电池的系统设计简单,发电容量大,用途较为广泛。但是固体氧化物电池的中低温性能受到电解质膜的质子交换速率制约,因此通过对电解质进行掺杂/改性以增加其质子传输通道。申请号为200810054270.5的中国专利本公开了一种既可以在中低温领域内实现高效离子传导并能够避免电解质损失,又能保持有高效输出功率的电解质 ...
【技术保护点】
1.一种燃料电池用陶瓷复合电解质膜的制备方法,按以下步骤制备而成:A、将钛酸钙陶瓷粉体、氧化铋、聚乙二醇和分散剂混合,加入到水中混合球磨5~10小时,得均匀分散的陶瓷浆料;B、向均匀分散的陶瓷浆料中加入柠檬酸,并调节pH至3‑5,球磨3~4小时,得混合液A;C、向混合液A中加入纳米纤维和发泡剂并搅拌,搅拌2~4小时,得到陶瓷发泡浆料;D、将陶瓷发泡浆料均匀涂覆在电解质基体上,通过压延、烧结制备成燃料电池用陶瓷复合电解质膜;其中,钛酸钙陶瓷粉体为12~20重量份、氧化铋40~60重量份、聚乙二醇3~8重量份、分散剂4~10重量份、纳米纤维1~3重量份、发泡剂1~3重量份。
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用陶瓷复合电解质膜的制备方法,按以下步骤制备而成:A、将钛酸钙陶瓷粉体、氧化铋、聚乙二醇和分散剂混合,加入到水中混合球磨5~10小时,得均匀分散的陶瓷浆料;B、向均匀分散的陶瓷浆料中加入柠檬酸,并调节pH至3-5,球磨3~4小时,得混合液A;C、向混合液A中加入纳米纤维和发泡剂并搅拌,搅拌2~4小时,得到陶瓷发泡浆料;D、将陶瓷发泡浆料均匀涂覆在电解质基体上,通过压延、烧结制备成燃料电池用陶瓷复合电解质膜;其中,钛酸钙陶瓷粉体为12~20重量份、氧化铋40~60重量份、聚乙二醇3~8重量份、分散剂4~10重量份、纳米纤维1~3重量份、发泡剂1~3重量份。2.根据权利要求1所述一种燃料电池用陶瓷复合电解质膜的制备方法,其特征在于:所述分散剂为十二...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈庆,廖健淞,
申请(专利权)人:成都新柯力化工科技有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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