一种铯离子掺杂的锶铁基钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种新型Cs<supgt;1+</supgt;掺杂的锶铁基钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料，属于固体氧化物电解池阴极材料领域。Cs<supgt;1+</supgt;的掺杂促进了电解池在运行时CO<subgt;2</subgt;分子在阴极材料表面的吸附和解离。Cs<supgt;1+</supgt;的掺杂还有助于锶铁基钙钛矿中氧空位的生成，并促进了氧离子在阴极体相中的传输速率。电解池在850℃、1.6伏外加电压下的电解性能为2205mA cm<supgt;‑2</supgt;，电极阻抗为0.18Ωcm<supgt;2</supgt;。该电池在800℃、600mA cm<supgt;‑2</supgt;的外加电流下表现出了100个小时的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固体氧化物电解池阴极材料及其制备方法和应用，具体涉及到铯离子掺杂的锶铁基钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、co2过度排放导致的温室效应使产生气候问题。因此，降低大气中的co2含量具有重要作用。固体氧化物电解池(soec)是一种有效转化co2的技术手段。它能利用通过可再生能源得到的电能，在高温下将co2转换为具有附加值的co，供化工行业作为原料使用。soec具有法拉第效率高，热力学、动力学速率快等优点，因此得到了广泛研究。在应用soec电解co2的过程中，co2首先会吸附在阴极材料表面形成碳酸盐中间物种，这一物种随后会得到电子，co2同时会解离成co和o2-。随后，co会从电极表面解离，o2-会通过电极体相、电极/电解质界面传输到阳极侧并以氧气的形式析出。co2的吸附和解离对于soec阴极侧的反应而言至关重要。除此之外，由于阴极厚度一般在十微米左右，因此氧离子在电极体相当中的迁移路径较长，这也会影响soec的电解活性。阴极侧的反应对soec的反应活性有着重要影响。因此开发具有高电极反应过程速率和离子体相迁移速本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铯离子掺杂的锶铁基钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料，其特征在于，其具有如下的化学式：CsxSryFezNbmO3-δ，δ是氧空位；0.05≤x≤0.15,0.85≤y≤0.95,0.85≤z≤0.95,0.05≤m≤0.15。

2.根据权利要求1所述的阴极材料，其特征在于，化学式是Cs0.1Sr0.9Fe0.9Nb0.1O3-δ。

3.权利要求1所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，是通过溶胶凝胶法制备得到。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，溶胶凝胶法中，先将柠檬酸溶于去离子水中，然后将草酸铌加入，待溶解之后再将硝酸锶、硝酸铯、硝酸...

【技术特征摘要】

1.一种铯离子掺杂的锶铁基钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料，其特征在于，其具有如下的化学式：csxsryfeznbmo3-δ，δ是氧空位；0.05≤x≤0.15,0.85≤y≤0.95,0.85≤z≤0.95,0.05≤m≤0.15。

2.根据权利要求1所述的阴极材料，其特征在于，化学式是cs0.1sr0.9fe0.9nb0.1o3-δ。

3.权利要求1所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，是通过溶胶凝胶法制备得到。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，溶胶凝胶法中，先将柠檬酸溶于去离子水中，然后将草酸铌加入，待溶解之后再将硝酸锶、硝酸铯、硝酸铁溶解，然后将溶解于氨水的乙二胺四乙酸溶液加入上述金属离子溶液，在加热搅拌的条件下使水分挥发得到凝胶状物质，将凝胶状物质置于烘箱中烘干，得到材料前驱体，再将前驱体置于马弗炉中煅烧，得到成相的粉体。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嵬，赵严成，刘栋良，陈泽平，周川，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：