一种中温固体氧化物燃料电池材料组合系统技术方案

本发明专利技术涉及一种固体氧化物燃料电池的新型材料组合系统，其特征在于采用优化的氧化钪稳定的氧化锆（ＳＳＺ）作为电解质材料，将氧化钇、氧化钆、氧化钐等稀土氧化物掺杂的氧化铈（ＲＤＣ）以薄膜的形式涂覆于电解质的阴极侧形成复合电解质；阴极材料采用在中温下具有较高电导率的氧化锶和氧化钴掺杂的铁酸镧（ＬＳＣＦ）；将铜、稀土掺杂氧化铈（ＲＤＣ）与氧化钪稳定的氧化锆（ＳＳＺ）复合作为复合阳极。本发明专利技术的固体氧化物燃料电池材料组合在６００℃－８００℃下具有非常好的碳氢化合物直接氧化能力，且阳极不会出现碳沉积，因此特别适合于使用碳氢化合物燃料的在中温下运行的固体氧化物燃料电池系统（ＩＴ－ＳＯＦＣｓ）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种新型中温固体氧化物燃料电池材料组合系统
本专利技术涉及一种直接氧化碳氢化合物的中温固体氧化物燃料电池新型材料组合系统，属于固体氧化物燃料电池领域。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SOFC)具有能量转换效率高、燃料适应性广和环境友好(SO2、NOx排放低，无噪音污染)等优点，是公认的高效绿色能源。传统SOFC以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质、锰酸镧锶(LSM)为阴极、镍-氧化锆(Ni-YSZ)为阳极，运行温度在900-1000℃左右。高的工作温度对用于SOFC的材料(尤其是连接极和密封材料)提出了非常苛刻的要求，必须使用全陶瓷部件，而陶瓷部件成型加工困难、成本高，使得传统SOFC的制造成本很高，成为其商业化推广的主要障碍。如果SOFC的运行温度降至800℃以下，将会有如下好处：(1)可采用合金作为连接极及密封材料，可望大幅度降低SOFC的制造成本；(2)减轻材料间的反应与扩散，延长使用寿命；(3)降低热应力，提高启动速度。这样的SOFC在小型分散应用领域将会有非常广阔的应用前景，而实现SOFC中温运行的关键是建立能够满足SOFC中温运行的阳极/电解质/阴极材料组合。传统SO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型中温固体氧化物燃料电池材料组合系统，其特征在于将现有中温下具有较高电导率的电解质及电极材料进行复合与优化组合，即采用氧化锶和氧化钴掺杂的铁酸镧阴极、经优化的氧化钪稳定氧化锆与稀土掺杂的氧化铈复合电解质、以及铜－稀土掺杂的氧化铈－氧化钪稳定的氧化锆复合阳极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种新型中温固体氧化物燃料电池材料组合系统，其特征在于将现有中温下具有较高电导率的电解质及电极材料进行复合与优化组合，即采用氧化锶和氧化钴掺杂的铁酸镧阴极、经优化的氧化钪稳定氧化锆与稀土掺杂的氧化铈复合电解质、以及铜—稀土掺杂的氧化铈—氧化钪稳定的氧化锆复合阳极。2.按权利要求1所述的氧化钪稳定氧化锆电解质(SSZ)，是经过氧化铝、氧化钇、氧化铈之中一种或多种第三组元掺杂优化的；其中氧化钪的掺杂量占SSZ的5-26mol％，最好在8-14mol％；氧化铝、氧化钇、氧化铈的掺杂总量占SSZ的质量的0-3wt％，最好在0.5-1.5wt％；SSZ薄膜厚度为5.0-50微米。3.按权利要求1所述的复合电解质，其特征在于采用一种或多种稀土氧化物(如氧化钆、氧化钐、氧化钇、氧化铌...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆山，谢朝晖，黄文来，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]