固态氧化物燃料电池阴极的电纺丝制备方法技术

固态氧化物燃料电池阴极的电纺丝制备方法，属于功能材料技术领域。其特征是：将包含化学计量比的阴极材料金属阳离子与适量聚合剂的前驱体溶液或溶胶在基片上进行电纺丝，然后将纺丝前驱体样品干燥、烧结，得到具有多孔结构且微观结构与厚度可控的固态氧化物燃料电池阴极材料。利用电纺丝方法制备的ＳＯＦＣ阴极具有比表面积大、孔隙率高、孔径可调、结构均一性好特点，因此阴极的氧传输特性与催化活性提高，极化阻抗减小，在中低温固态氧化物燃料电池中表现出优异的性能。该方法通过省略粉体合成步骤与减少高温烧结步骤，实现了固态氧化物燃料电池阴极的简便、低成本制备，包括钙钛矿结构氧化物、类钙钛矿结构氧化物以及复合阴极材料的制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料
，涉及一种固态氧化物燃料电池阴极的制备方法， 即电纺丝制备方法。
技术介绍
固态氧化物燃料电池(SOFC)是能量转换效率最高(50 70% )的第三代燃料电 池系统，被认为是21世纪最具发展与应用潜力的绿色能源。阴极是SOFC的关键组成部分之 一，决定着SOFC的性能与成本。SOFC阴极需要具备足够的孔隙率和合理的孔径分布，以提 高阴极的氧传输速度、减小浓差极化阻抗以及提高阴极反应三相界面和氧还原催化活性。南京工业大学邵宗平及其合作者申请的专利(CN101252190)公开了一种混合导 电型中低温燃料电池阴极材料SrCol-xNbxOl-δ (0 < χ < 1, -1 ^ δ ^ 1)及其制备方 法，采用固相反应法制备阴极材料粉体，首先将符合化学计量比的反应原料溶于乙醇，球磨 6 12小时直到混合均勻，然后将混合物在150 250°C下蒸发固化处理得到前驱体，最后 将前驱体在600 1200°C焙烧12 24小时，得到所需阴极材料粉体；将合成的阴极粉体 与电解质粉体按照一定比例混合后，球磨1 10小时进行充分混合，得到复合电极粉体材 料；本文档来自技高网...

【技术保护点】
固态氧化物燃料电池阴极的电纺丝制备方法，其特征在于包括如下步骤：（１）根据阴极材料与复合阴极材料的化学组成，选用可溶性化合物配制包含化学计量比金属阳离子的水溶液，配制溶液时在室温－２００℃温度范围内加热，搅拌；（２）在步骤（１）所配溶液中加入聚合剂，利用氨水调节溶液ｐＨ值为４～７，或先配制ｐＨ值为４～７的聚合剂溶液，然后与步骤１所配溶液混合；聚合剂的添加量是步骤１所配溶液中总金属阳离子摩尔量的１～８倍；在室温至２００℃温度范围内对混合溶液加热并搅拌２～１０小时，得到均匀、稳定、粘度为０．１～４．０Ｐａ.ｓ的电纺丝溶液或溶胶；（３）将电纺丝溶液或溶胶在基片上进行电纺丝制备，获得电纺丝前驱体样品；...

【技术特征摘要】
固态氧化物燃料电池阴极的电纺丝制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)根据阴极材料与复合阴极材料的化学组成，选用可溶性化合物配制包含化学计量比金属阳离子的水溶液，配制溶液时在室温 200℃温度范围内加热，搅拌；(2)在步骤(1)所配溶液中加入聚合剂，利用氨水调节溶液pH值为4～7，或先配制pH值为4～7的聚合剂溶液，然后与步骤1所配溶液混合；聚合剂的添加量是步骤1所配溶液中总金属阳离子摩尔量的1～8倍；在室温至200℃温度范围内对混合溶液加热并搅拌2～10小时，得到均匀、稳定、粘度为0.1～4.0Pa·s的电纺丝溶液或溶胶；(3)将电纺丝溶液或溶胶在基片上进行电纺丝制备，获得电纺丝前驱体样品；电纺丝过程采用电压3～25kV，喷丝头与基片间距为4～20cm，进液速度为0.02～5mL/h；(4)将电纺丝前驱体样品在空气中或真空炉中室温 200℃温度范围内干燥1～10小时，然后在400～1100℃温度范围内、空气中或气氛保护下经过一步或多步烧结，每步烧结时间为1～10小时，升、降温速率控制在0.5～10℃/min，制...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜雪宁，王倩，李向楠，庞胜利，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]