一种低温陶瓷燃料电池电解质材料及其制法和应用制造技术

技术编号:45920923 阅读:12 留言:0更新日期:2025-07-25 17:49
本发明专利技术公开了一种用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,所述电解质材料为萤石结构的氧化铝材料,或为铈掺杂的萤石结构的氧化铝材料。本发明专利技术还公开了上述电解质材料的制备方法及其在构建陶瓷燃料电池方面的应用。本发明专利技术通过干压法制备的NCAL/萤石氧化铝/NCAL电池,在400~520℃操作温度下获得了超过0.1S/cm的离子电导率和600~1150mW/cm<supgt;2</supgt;的输出功率,同时电池在该温度下可持续工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于低温(300~500℃)陶瓷燃料电池的电解质材料,还涉及上述电解质材料的制备方法及基于该电解质材料制得的陶瓷燃料电池。


技术介绍

1、燃料电池是将燃料中的化学能直接转化为电能的能源转化装置,具有清洁和高效的特点。电解质隔膜是所有燃料电池装置的核心部件,sofc电解质代表材料主要为钇稳定氧化锆(ysz)和钐掺杂氧化铈(sdc)。然而,它们作为电解质材料都存在如何商业化应用的挑战。

2、传统固体氧化物燃料电池(sofc)都使用氧离子传导的钇稳定氧化锆(ysz)形成的萤石型结构作为电解质,由于ysz在约1000℃高温下才能达到理想的离子电导率>0.1s/cm,因此几十年来,sofc高温操作要求和高造价延误了sofc的商业化进度。并且对于钇稳定的氧化锆必须通过限定氧化锆中钇的掺杂量,例如小于10mol%钇掺杂的氧化锆才能获得符合sofc操作温度的萤石结构;而且,只能通过y+取代zr4+形成的萤石结构中产生氧空位才能产生有效的氧离子传导。由于高温限制,sofc一直面临商业化的挑战。

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【技术保护点】

1.一种用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:所述电解质材料为萤石结构的氧化铝材料,或为铈掺杂的萤石结构的氧化铝材料。

2.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:

3.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:

4.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:...

【技术特征摘要】

1.一种用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:所述电解质材料为萤石结构的氧化铝材料,或为铈掺杂的萤石结构的氧化铝材料。

2.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:

3.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:

4.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:

5.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:

6.根据权利要求1所述的用于低温陶瓷燃料电池的电解质材料,其特征在于:当电解质材料为铈掺杂的萤石结构的氧化铝材料时,其采用如下方法制备而成,具体为:将九水合硝酸铝和六水合硝酸铈按摩尔比4~9:1~3混合,得到混合物;将混合物、柠檬酸和水混合均匀,按照5~10克混合物加0.5~2....

【专利技术属性】
技术研发人员:朱斌陆玉正
申请(专利权)人:苏州氢英能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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