质子传导型固体氧化物电解池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种质子传导型固体氧化物电解池及其制备方法，属于固体氧化物电解池技术领域，解决了现有技术极化损失较大、加热时间过长、能耗过高的问题。该质子传导型固体氧化物电解池包括从下到上依次包括多孔金属支撑层（6）、阴极层（5）、电解质层（3）和阳极层（1）。多孔金属支撑层（6）采用主要成分是铁素体和镉的不锈钢材料，其多孔区域占多孔金属支撑层（6）、阴极层（5）二者重叠面积的60%~80%；阴极层（5）和阳极层（1）采用同种混合材料，该材料的主要成分是Ni和BCZYZ；电解质层（3）采用主要成分是BCZYZ的材料。该电解池实现了多功能、低能耗、迅速启动的功能。迅速启动的功能。迅速启动的功能。

【技术实现步骤摘要】
质子传导型固体氧化物电解池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固体氧化物电解池
，尤其涉及一种质子传导型固体氧化物电解池及其制备方法。

技术介绍

[0002]质子传导型固体氧化物电解池(P
‑
SOEC)是一种先进的电化学能量转化装置，可利用一次性清洁能源产生的电能和热能，以H2O和/或CO2为原料，高效电解制备氢气或碳氢燃料，实现大规模能量的高效转化和存储。由于P
‑
SOEC具有高效、简单、灵活、环境友好等特点，是目前国际能源领域的研究热点。
[0003]目前，现有的质子传导型固体氧化物电解池（P
‑
SOEC）存在极化损失较大，加工以及密封困难，加热时间过长，能量消耗过大，电极、电解质界面接触电阻过高，电解质薄膜难以致密等一系列问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例旨在提供一种质子传导型固体氧化物电解池及其制备方法，用以解决现有技术极化损失较大、加热时间过长、能耗过高的问题。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种质子传导型固体氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子传导型固体氧化物电解池，其特征在于，从下到上依次包括多孔金属支撑层（6）、阴极层（5）、电解质层（3）和阳极层（1）；所述多孔金属支撑层（6）采用主要成分是铁素体和镉的不锈钢材料，其多孔区域占所述多孔金属支撑层（6）、阴极层（5）二者重叠面积的60%~80%；所述阴极层（5）和阳极层（1）采用同种混合材料，该材料的主要成分是Ni和BCZYZ；所述电解质层（3）采用主要成分是BCZYZ的材料。2.根据权利要求1所述的质子传导型固体氧化物电解池，其特征在于， 还包括功能层一（4）、功能层二（2）；所述功能层一（4）设置于所述阴极层（5）、电解质层（3）之间，用于填充阴极层上表面的空洞，以及平滑其表面形貌；所述功能层一（4）采用的材料为电解质层材料与阴极层材料按1：1比例混合之后在乙醇中经过球磨工艺制成；所述功能层二（2）设置于阳极层（1）、电解质层（3）之间，用于填充阳极层下表面的空洞，以及平滑其表面形貌；所述功能层二（2）采用的材料为电解质层材料与阳极层材料按1：1比例混合之后在乙醇中经过球磨工艺制成。3.根据权利要求1或2所述的质子传导型固体氧化物电解池，其特征在于，所述阳极层（1）和所述阴极层（5）的厚度相等，均为80~200 μm；所述电解质层（3）的厚度为所述阳极层（1）或阴极层（5）的厚度的1.5~2.5倍；所述多孔金属支撑层（6）的厚度为所述阳极层（1）或阴极层（5）的厚度的2.5~3.5倍，并大于所述电解质层（3）的厚度，孔径为60~100 μm，孔间距相等。4.根据权利要求2所述的质子传导型固体氧化物电解池，其特征在于，所述功能层一（4）与所述功能层二（2）的厚度相等，均为所述阳极层（1）或阴极层（5）的厚度的0.4~0.6倍。5.根据权利要求2或4所述的质子传导型固体氧化物电解池，其特征在于，所述阴极层（5）和阳极层（1）的材料中，BCZYZ的成分为70wt.%，Ni的成分为30wt.%，Pt的成分为2*10
‑4wt.%；所述多孔金属支撑层（6）的材料中，镉的成分为17.5wt%，铁素体的成分为82.5wt%；所述电解质层（3）通过磁控溅射工艺进行制备，所述阴极层（5）和阳极层（1）均通过浸渍工艺制备。6.根据权利要求5所述的质子传导型固体氧化物电解池，其特征在于，所述阳极层（1）和所述阴极层（5）的厚度均为100 μm；所述电解质层（3）的厚度为200 μm；所述多孔金属支撑层（6）的厚度为300 μm，孔径为80 μm；所述功能层一（4）和所述功能层二（2）的厚度均为50 μm。7.根据权利要求1
‑
2、4、6之一所述的质子传导型固体氧化物电解池，其特征在于，所述多孔金属支撑层（6）的上表面覆盖活性涂层；并...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇轩，王恩华，胡浩然，刘亚迪，
申请(专利权)人：北京思伟特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：