一种复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池及制备制造技术

本发明专利技术涉及一种复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池，所述燃料电池由阴极多孔层、电解质多孔层、阳极多孔层与阴极致密层、阳极致密层五部分组成。其中，阴极多孔层和阳极多孔层起气体传输和表面催化作用；阴极致密层和阳极致密层起阻隔气体、改善界面连接作用；电解质多孔层起传导离子、阻隔电子作用。该复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池可将制备温度降至1200℃‑1300℃，突破传统质子型电解质高温难烧结及界面电阻大等问题，从而降低制备成本，扩大其应用范围。

Proton ceramic membrane fuel cell with composite structure and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池及制备
本专利技术属于固体氧化物燃料电池领域，具体涉及一种复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池。
技术介绍
传统固体氧化物燃料电池以氧离子为载流子，运行温度较高(800℃-1000℃)存在密封困难、启停时间长、各部件扩散反应严重等问题。以质子为载流子固体氧化物燃料电池，质子理论传输活化能较氧离子低三个数量级，运行温度可降至350℃-550℃之间，因而在中低温固体氧化燃料电池温度方向极具潜力。目前质子陶瓷膜燃料电池主要以掺杂BaCeO3基、BaZrO3基等为电解质，其本征质子电导高，但烧结活性较差，例如纯BZY烧结温度通常在1700℃-2200℃之间，过高的烧结温度既浪费能源，又导致Ba挥发严重，影响电解质的实际离子电导率。另外，质子陶瓷膜电解质大都为碱性氧化物，存在酸性气氛下稳定性差问题。常见低温制备质子陶瓷膜方法：一方面添加助剂，利用液相烧结促进电解质致密，但该方法易在晶界存留杂相而增大晶界电阻，降低电池性能；另一方面，脉冲激光沉积、磁控溅射、化学气相沉积等方法已应用制备质子陶瓷膜，但操作复杂，成本较高，不利于批量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池，其特征在于：所述质子陶瓷膜燃料电池包括阴极多孔层、电解质多孔层、阳极多孔层及阴极致密层、阳极致密层五部分；由阴极多孔层、阴极致密层、电解质多孔层、阳极致密层、阳极多孔层层叠构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池，其特征在于：所述质子陶瓷膜燃料电池包括阴极多孔层、电解质多孔层、阳极多孔层及阴极致密层、阳极致密层五部分；由阴极多孔层、阴极致密层、电解质多孔层、阳极致密层、阳极多孔层层叠构成。


2.如权利要求1所述的复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池，其特征在于：阴极多孔层与阳极多孔层厚度为500微米～800微米，孔隙率为55％～65％，起到气体传输与催化反应作用；电解质多孔层厚度为10微米～20微米，孔隙率为78％～86％，起到传输离子阻隔电子作用。


3.如权利要求1或2所述的复合型结构的质子陶瓷膜燃料电池，其特征在于：电解质多孔层组成为BCY、BZY、BCZY、BCZYYb中的一种或两种以上；阳极多孔层组成为NiO与电解质混合物，质量比为60:40，电解质为BCY、BZY、BCZY、BCZYYb中的一种或两种以上；阴极多孔层组成为BSCF、LSCF、BCF中的一种或两种以上。


4.如权利要求1所述的复合型结构的质子陶瓷膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：程谟杰，戚惠颖，赵哲，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21