一种A位高熵固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种A位高熵固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法和应用，提供了一种具有钙钛矿相的A位高熵固体氧化物燃料电池阴极材料Pr0.2M0.2La0.2Ba0.2Sr0.2Co0.8Fe0.2O3‑δ。制备方法包括：S1称取多元素的金属硝酸盐混合得到第一混合溶液；S2将乙二胺四乙酸溶于氨水中，得到第二混合溶液；将第一混合溶液、第二混合溶液和柠檬酸混合形成混合前体溶液；S3将混合前体溶液进行第二加热处理并调节pH值，形成凝胶前体；S4将凝胶前体进行预烧处理、第三热处理和煅烧处理，得到高级粉末前体，再进行球磨和过筛处理，得到A位高熵固体氧化物燃料电池阴极材料。该阴极材料稳定性高、与阻挡层GDC化学相容性好，为O2/O‑/O2‑提供了优质的传质通道和活性位点，在中低温下具有良好的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体氧化物燃料电池，具体涉及一种a位高熵固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、固体氧化物燃料电池(sofcs)具有发电效率高、燃料适应性强、高温余热可回收等优点，在大型发电、分布式发电及热电联供、交通运输及调峰储能等领域具有广阔的应用前景。

2、然而，在高温条件(800～1000℃)下，传统的固体氧化物燃料电池(sofcs)中的电极容易发生烧结现象，电解质与电极之间的界面会发生反应(如sr扩散)；此外，传统的sofcs的启动时间较长，用于耐高温密封与连接体的材料成本昂贵，同时其热循环稳定性也较差，进而限制了sofcs的发展。在中低温(500～800℃)条件下，因氧还原反应(orr)动力学的显著下降及材料物理化学性质的适应性不足，导致阴极催化活性下降。在中低温条件下，氧分子在阴极表面的吸附能力减弱，且解离为氧原子的过程需要更高能量，orr的活化能升高，导致反应速率显著降低。此外，温度降低至中低温时，阴极材料本征性能表现出了局限性，如电子离子电导率下降，结构不稳定等等，进而引起一系列例如氧空位浓度减少、电子与氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种A位高熵固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于，所述阴极材料分子式为Pr0.2M0.2La0.2Ba0.2Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ，其中M为Sm或Gd，δ为氧空位。

2.一种如权利要求1所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

3.根据权利要求2所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述阴极材料中Pr、M、La、Ba、Sr、Co和Fe的摩尔比为1：1：1：1：1：4：1。

4.根据权利要求2所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述Pr、La、Ba、Sr、Co和Fe的金属硝酸盐分别为Pr(NO3)3...

【技术特征摘要】

1.一种a位高熵固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于，所述阴极材料分子式为pr0.2m0.2la0.2ba0.2sr0.2co0.8fe0.2o3-δ，其中m为sm或gd，δ为氧空位。

2.一种如权利要求1所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

3.根据权利要求2所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述阴极材料中pr、m、la、ba、sr、co和fe的摩尔比为1：1：1：1：1：4：1。

4.根据权利要求2所述的阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述pr、la、ba、sr、co和fe的金属硝酸盐分别为pr(no3)3·6h2o、la(no3)3·6h2o、ba(no3)2、sr(no3)2、co(no3)2·6h2o、fe(no3)3·9h2o；m的金属硝酸盐为sm(no3)3·6h2o或gd(no3)3。

5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，代骜珺，李国强，孙崇正，承俊中，许向杰，王子卓，艾兴通，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：