一种多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体及其制备方法，属于固体燃料电池技术领域。本发明专利技术工艺将氧氯化锆与稳定剂可溶盐、复合添加剂混合，加水同时加热水解得到混合液，持续搅拌并调节pH，过滤、清洗、干燥得到混合粉A；另取氧氯化锆与碳纳米管、有机框架混合改性，改性混合物与氧化钇、氧化钙、氧化镁混合研磨，得到混合粉B；将混合粉A与混合粉B研磨混合，经两步煅烧得到多元复合掺杂的纳米氧化锆粉体。本发明专利技术纳米氧化锆粉体具有较高的氧离子电导率以及在高温的环境中能够保持优异的稳定性，满足多种固体燃料电池电解质的高性能需求，具有良好的市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体燃料电池，具体涉及一种多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体及其制备方法。

技术介绍

1、固体燃料电池的电解质为固态、无空隙的金属氧化物，由氧离子在晶体中穿梭送达离子；因其整个发电过程为电化学反应，无需经过燃料燃烧，因此无卡诺循环的限制，理论上转化效率可以达到85%-90%以上。与其他燃料电池相比，固体燃料电池还具有功率密度高、燃料适应性强、全固态结构、设备简单等优点。氧化锆具有优良的离子导电性和抗高温老化性，能够在高温下保持较高的离子传导效率，因而成为固体燃料电池电解质的首选材料。与此同时，正因为氧化锆粉体是构成固体燃料电池电解质的主要成分，其质量和性能对电池整体性能具有重要影响，而氧化锆由于马氏体相变特性使其在温度变化时会产生可逆的相结构转变，过程中会导致对应的体积变化，难以制成致密薄膜。

2、固体燃料电池理想的电解质是致密的纯氧离子导体，要求具有高的氧离子导电性和尽可能低的电子导电性，在还原和氧化气氛中均能保持良好的物理化学和结构稳定性。向氧化锆中掺杂合适氧化物作为稳定剂，使其与氧化锆形成固溶体和复合体从而改变晶体内部结本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤1）中按摩尔百分比计，各原料的添加量为氧氯化锆86.8%-89.0%、稳定剂可溶盐5.6%-9.4%、铈盐1.45%-1.94%、铝盐1.0%-1.2%、铋盐1.42%-1.90%、钆盐0.03%-0.10%；所述铈盐、铝盐、铋盐、钆盐为氯化物或硝酸盐。

3.根据权利要求1所述多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤1）中加热水解的温度为50-65℃，水解所得混合液通...

【技术特征摘要】

1.一种多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤1）中按摩尔百分比计，各原料的添加量为氧氯化锆86.8%-89.0%、稳定剂可溶盐5.6%-9.4%、铈盐1.45%-1.94%、铝盐1.0%-1.2%、铋盐1.42%-1.90%、钆盐0.03%-0.10%；所述铈盐、铝盐、铋盐、钆盐为氯化物或硝酸盐。

3.根据权利要求1所述多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤1）中加热水解的温度为50-65℃，水解所得混合液通过滴加氨水调节ph至8.0-8.8。

4.根据权利要求1所述多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，步骤2）中氧氯化锆、碳纳米管和有机框架混合的质量比为100:(4-8):(0.3-0.6)，所述有机框架为锆基金属有机框架uio-66zr。

5.根据权利要求1所述多元复合掺杂的固体燃料电池用氧化锆粉体...

【专利技术属性】
技术研发人员：印士伟，陈云霞，
申请(专利权)人：景德镇万微新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：