一种质子导体电解池复合膜、膜电极及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种质子导体电解池复合膜、膜电极及制备方法，属于燃料电池及电解池领域。该复合膜由依次紧密连接的质子导体基电解质层、氧化锆基电解质膜层和氧化铈基电解质膜层组成；质子导体基电解质层的材料为BaZr1‑zNzO3，0.01≤z＜1；氧化锆基电解质膜层的材料为MyZr1‑yO2，0.01≤y≤0.5；氧化铈基电解质膜层的材料为LnxCe1‑xO2，0.01≤x≤0.5。该复合膜基电解池具有非常低的质子传输电阻和较大的电子阻挡电阻，在400～600℃显示出优异的电解性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池及电解池领域，具体涉及一种质子导体电解池复合膜、膜电极及制备方法。

技术介绍

1、固体氧化物电解池(soec)可以利用风能、太阳能等可再生能源电解水蒸气制备“绿氢”，电效率可达100％，系统效率可达到90％。目前soec主要采用氧离子导体作为电解质，需要在高温750℃以上才能显示出优异的性能。但是高温操作也引发了一系列问题，包括电池稳定性差、制备成本高等。

2、近几年，质子导体电解池引发了广泛关注。质子传导活化能为0.3～0.5ev，低于氧离子传导活化能(0.8～0.9ev)，使得质子传导型soec有望在400～600℃运行温度下保持较高的性能。但是，实际的质子传导型soec并没有显示出预期的性能。研究者发现电池的欧姆电阻远高于理论值，其主要由于ba(ce,zr)o3基电解质材料在1400℃以上烧结过程中，bao和y2o3等在电解质界面处析出，增加了晶界电阻，同时导致电解质与氧电极间界面电阻增加。此外，质子导体电解质也具有一定的电子电导率，导致电解池内漏电流增加，降低了电解效率。因此，如何提升电解质膜的离子电导率，提升电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述质子导体电解池复合膜由依次紧密连接的质子导体基电解质层、氧化锆基电解质膜层和氧化铈基电解质膜层组成；

2.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述M与所述N为相同元素。

3.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述氧化锆基电解质膜层的厚度为0.01～50微米。

4.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述氧化铈基电解质膜层的厚度为0.02～300微米。

5.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述氧化锆基电解质膜层和氧化铈基...

【技术特征摘要】

1.一种质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述质子导体电解池复合膜由依次紧密连接的质子导体基电解质层、氧化锆基电解质膜层和氧化铈基电解质膜层组成；

2.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述m与所述n为相同元素。

3.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述氧化锆基电解质膜层的厚度为0.01～50微米。

4.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述氧化铈基电解质膜层的厚度为0.02～300微米。

5.根据权利要求1所述的质子导体电解池复合膜，其特征在于：所述氧化锆基电解质膜层和氧化铈基电解质膜层的致密度均≥95％。

6.权利要求1-4中任一项所述的质子导体电解池...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵哲，邵志刚，程谟杰，
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：