【技术实现步骤摘要】
一种固体氧化物燃料电池及固体氧化物电解池用纳米电极制备方法
[0001]本专利技术涉及固体氧化物电池能源利用
,更具体地说,本专利技术涉及一种固体氧化物燃料电池及固体氧化物电解池用纳米电极制备方法,尤其是涉及一种通过高温扩散法在氧化物骨架表面引入纳米催化剂制备纳米电极
。
技术介绍
[0002]固体氧化物燃料电池
(SOFC)
是一种在中高温条件下将化学能转化为电能的发电装置,而固体氧化物电解池
(SOEC)
可以看作
SOFC
的逆运行,是将电能和热能转化为化学能的储能装置,
SOFC/SOEC
采用由多孔空气电极
、
燃料电极和之间的致密电解质构成的三明治结构,如图1所示
。
[0003]如何提高电极材料的电催化活性和稳定性一直是制约
SOFC/SOEC
器件开发与应用的核心问题之一
。
目前电极改性技术主要有:
[0004]1)
浸渍法,是将功能相渗透到空气或燃料电极骨架中的过程
。
在浸渍之前,具有足够孔隙率的电极骨架需在电解质上预烧结
。
然后通过注射器将功能相的前驱体溶液浸渍到骨架中,并精确控制负载
。
在中温煅烧之后,纳米催化剂颗粒形成并附着到骨架材料上
。
通过重复该过程可以增加浸渍负载,参见图2所示
。
但是浸渍工艺流程复杂,钙钛矿表面负载均匀度低,且纳米金属颗粒在 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种固体氧化物燃料电池,其特征在于,包括:燃料电极,具有基础氧化物骨架和表面的纳米催化剂颗粒;空气电极,具有基础氧化物骨架和表面的纳米催化剂颗粒;电解质层,位于燃料电极和空气电极之间
。2.
根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池,其特征在于,基础氧化物骨架由氧化物粉体材料制备的浆料印刷,并在
800
‑
1400℃
的温度下烧结在电解质基材上,其中,印刷厚度在1‑
100
μ
m
之间
。3.
根据权利要求2所述的固体氧化物燃料电池,其特征在于,纳米催化剂颗粒通过高温扩散法在氧化物骨架表面引入,并在
600
‑
1200℃
的温度下进行热处理,使催化剂颗粒扩散至氧化物骨架表面;当热处理过程中通过调整高温氛围来调整催化层的挥发速率,包括通入氮气
、
氧气
、
水蒸气或氢气
‑
氮气混合气
。4.
根据权利要求3所述的固体氧化物燃料电池,其特征在于,燃料电极和空气电极的催化剂层位于电极的表面,与电极贴合,且施加外力以增加催化层与电极的接触,外力的范围为
0.001Pa
‑
10MPa。5.
根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池,其特征在于,催化剂层放置于电池的下方或上方,催化剂层采用不同的催化剂制备而来,包括过渡金属和贵金属材料;其中,所述催化剂层由纳米催化剂粉末堆积形成,或由纳米催化剂粉或由纳米催化剂粉末成型烧结形成,所述催化剂层具备较大的比表面积,比表面积大于
1cm2/g。6.
根据权利要求1所述的固体氧化物燃...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨燕茹,于昊,韩宗盈,付民,宁良民,高猛,王坤华,管美丽,陈伟,
申请(专利权)人:山东科技大学,
类型:发明
国别省市:
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