掺杂氧化铈电解质薄膜生长调节方法技术

技术编号:44737449 阅读:38 留言:0更新日期:2025-03-21 18:04
本发明专利技术公开了一种掺杂氧化铈电解质薄膜生长调节方法,其步骤为:将半电池置于Ce和X的可溶性盐溶液中,确使半电池的氧化锆基电解质与可溶性盐溶液接触,加入甲醇,转移至反应釜中,于一定温度下进行水热溶液结晶成膜,一段时间后形成掺杂氧化铈电解质陶瓷薄膜。本发明专利技术结合水热溶液结晶原位成膜技术,通过添加适宜含量的甲醇改变前驱液物理性质,比如极性、介电常数、表面张力等,精确控制电解质陶瓷薄膜掺杂元素的掺杂量,定向修饰晶粒尺寸及形貌。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种调节固体氧化物燃料电池隔离层的生长策略,属于固体氧化物燃料薄膜电解质制备领域。


技术介绍

1、固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,sofc)是一种将化学能直接转化为电能的高效清洁能源技术。其核心原理是通过氧化还原反应,将燃料(如氢气、一氧化碳或烃类)中的化学能转化为电能和热能。sofc主要包括多孔阳极、多孔阴极和致密电解质。电解质是固体氧化物燃料电池最重要的部分,固体电解质在sofc中的关键功能是防止电子在其体内扩散,充当燃料和氧化剂之间的分离器。当氧化离子(或质子)穿过电解质与燃料进行氧化还原反应时,它必须具有高离子电导率。在sofc中,钇稳定氧化锆(ysz)通常用作电解质,因为它在高温(800~1000℃)下具有优异的机械性能、高稳定性和较高的离子电导率。但氧化锆基电解质容易与很多高活性阴极的化学兼容性较差;在高温长期运行过程中易发生反应,生成高阻相的la2zr2o7、srzro3等,严重影响电池性能和寿命。

2、为了提高sofc的性能和稳定性,隔离层的设计和制备变得尤为重要。隔离层位于电解质与本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种精确调节掺杂氧化铈电解质陶瓷薄膜生长的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,Ce和X的可溶性盐溶液中,Ce和X的摩尔比为90~70:10~30,摩尔总计100%。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,X为Gd、Sm、Pr中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,溶液环境的温度为160~200 oC,时间不小于6h。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,甲醇加入量不大于Ce和X的可溶性盐溶液体积分数的5%。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,半电池的支撑体为...

【技术特征摘要】

1.一种精确调节掺杂氧化铈电解质陶瓷薄膜生长的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,ce和x的可溶性盐溶液中,ce和x的摩尔比为90~70:10~30,摩尔总计100%。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,x为gd、sm、pr中的一种或几种。

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【专利技术属性】
技术研发人员:朱腾龙赵浩宇吕秋秋曲虹霞钟秦
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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