[發明專利]抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的制備方法

有效

• 申請號: 201410150575.1
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103943867A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 田禹;吳曉燕;左薇;孔曉偉;王靜暉;張軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種電池陽極的制備方法。

背景技術

現今固體氧化物燃料電池以氫氣為燃料的技術趨于成熟，但當該類電池通入含碳氣體（甲烷、一氧化碳、乙烷、生物氣、生物質氣、水煤氣等）時，電池均不具備抗碳能力或者運行短時間后電池不能正常工作，氫氣雖是一種理想化燃料氣體，但是其具有獲取困難，運輸和管理不便等缺點，含碳氣體因獲取簡單、經濟效益好、單位密度的含能量高，以其為固體氧化物燃料作為燃料電池氣源已經成為世界研究的熱點，如何有高效的放電和高的抗積碳能力是使用固體氧化物燃料電池的研究重點之一。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的固體氧化物燃料電池入含碳氣體時，電池不具備抗碳能力的技術問題，提供了一種抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的制備方法。

抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的制備方法按照以下步驟進行：

一、配制浸漬液：配制濃度為1～5mol/L硝酸銀溶液；

二、將以Ni-YSZ為陽極的電池的陰極進行保護，然后將以Ni-YSZ為陽極的電池放入步驟一的硝酸銀溶液中，在水浴溫度為25～100℃的條件下進行水浴式浸漬1～10min，然后取出，在溫度為50～100℃，干燥10～30min，解除對以Ni-YSZ為陽極的電池的陰極進行保護，即得抗積碳固體氧化物燃料電池陽極。

抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的制備方法按照以下步驟進行：

一、配制浸漬液：配制質量濃度為1～5%的硝酸銀溶液，質量濃度為10～20%的氫氧化鈉溶液，質量濃度為2～5%的氨水，質量濃度為5～10%的葡萄糖溶液；

二、向2～5mL硝酸銀溶液中滴加2～5滴氫氧化鈉溶液，搖勻，再滴加質量濃度為2～5%的氨水至沉淀完全溶解；

三、將以Ni-YSZ為陽極的電池Ni-YSZ陽極向上放入步驟二所得的溶液中，再加入4～10mL質量濃度為5～10%的葡萄糖溶液，迅速搖勻后置于40～60℃反應1～10min，然后在60～100℃烘干30～60min，再置于管式爐內700～750℃燒結30～60min，即得抗積碳固體氧化物燃料電池陽極。

抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的制備方法按照以下步驟進行：

一、配制浸漬液：配制硝酸銀濃度為0.02～0.06mol/L，乙二醇濃度為1.5～4.5mL/L的浸漬液；

二、將以Ni-YSZ為陽極的電池浸沒于步驟一的浸漬液中，在微波頻率為2450MHz的條件下輻射0.5～2min，然后在100℃烘干30～60min，再在750℃的管式爐內燒結30～60min，即得抗積碳固體氧化物燃料電池陽極。

本發明制備的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極(相對整個電池銀負載量0.1～2.5Wt%，銀用量極小)具較高的產電能力和較強的抗積碳能力，在產電方面，以氫氣為燃料時，不影響其產電能力，以含碳氣(干甲烷、濕甲烷和污泥熱解氣)為燃料時，減低10～40%，但是比其他抗積碳電池高出20～50%；在抗碳能力方面，三種含碳氣體在運行50小時內，運行均為穩定，工作電壓下降量3～5%，本發明的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極具備高效放電和抗積碳能力。

附圖說明

圖1Ni-YSZ陽極的SEM圖；

圖2是實驗一制備的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的SEM圖；

圖3是實驗二制備的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的SEM圖；

圖4是實驗三制備的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極的SEM圖；

圖5是Ni-YSZ陽極電池不同溫度下氫氣與干甲烷放電曲線圖，圖中○表示700℃的條件下甲烷放電曲線圖，●表示700℃的條件下氫氣放電曲線圖，▼表示750℃的條件下氫氣放電曲線圖，▽表示750℃的條件下甲烷放電曲線圖；

圖6是實驗一制備的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極不同溫度下氫氣與干甲烷放電曲線圖，圖中○表示700℃的條件下甲烷放電曲線圖，●表示700℃的條件下氫氣放電曲線圖，▼表示750℃的條件下氫氣放電曲線圖，▽表示750℃的條件下甲烷放電曲線圖；

圖7是實驗二制備的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極不同溫度下氫氣與干乙烷放電曲線圖，圖中▼表示750℃的條件下氫氣放電曲線圖，▽表示750℃的條件下乙烷放電曲線圖；

圖8是實驗三制備的抗積碳固體氧化物燃料電池陽極不同溫度下氫氣與干甲烷放電曲線圖，圖中▼表示750℃的條件下氫氣放電曲線圖，▽表示750℃的條件下乙烷放電曲線圖；

圖9是Ni-YSZ陽極持續放電曲線圖；