[發明專利]一種BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料及其制備方法和應用無效

申請號：	201410244618.2	申請日：	2014-06-04
公開（公告）號：	CN103985880A	公開（公告）日：	2014-08-13
發明（設計）人：	樂士儒;孫克寧;羅燕;關麗麗;朱曉東	申請（專利權）人：	哈爾濱工業大學
主分類號：	H01M4/86	分類號：	H01M4/86;H01M4/90;H01M4/88;H01M8/12
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 bafeo sub bi 摻雜固體氧化物燃料電池陰極材料及其制備方法應用
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【權利要求書】：

1.一種BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料，其特征在于所述陰極材料組成分子式為BaFe_1-xBi_xO_3-δ，其中δ表示氧過剩量或缺乏量，-1≤δ≤1，x表示Bi₂O₃的摻雜量，0≤x≤0.5。

2.根據權利要求1所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料，其特征在于所述x＝0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5。

3.根據權利要求1所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料，其特征在于所述陰極材料組成分子式為BaFe_0.9Bi_0.1O_3-δ。

4.根據權利要求1所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料，其特征在于所述陰極材料組成分子式為BaFe_0.7Bi_0.3O_3-δ。

5.一種權利要求1-4任一權利要求所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料的制備方法，其特征在于所述陰極材料采用固相反應法合成或使用溶膠-凝膠法合成。

6.根據權利要求5所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料的制備方法，其特征在于所述溶膠-凝膠法步驟如下：

步驟1：以硝酸鋇、硝酸鐵和硝酸鉍作為原料，乙二胺四乙酸和檸檬酸作為絡合劑，攪拌形成均勻溶液，所述乙二胺四乙酸、檸檬酸和目標產物中金屬元素總和的物質的量的比值為1∶1～2∶1～2；

步驟2：滴加氨水調節pH值為4～9，隨后恒溫油浴80～120℃加熱，直至水分蒸干形成黏膠狀物質；

步驟3：將上述黏膠狀物質在110～160℃干燥，得到泡沫狀前驅體，研磨成粉后在600～1100℃下煅燒1～4h制得權利要求1-3任一權利要求所述的BaFe_1-xBi_xO_3-δ陰極材料。

7.一種權利要求1-4任一權利要求所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料在中低溫固體氧化物燃料電池中的應用。

8.根據權利要求7所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料在中低溫固體氧化物燃料電池中的應用，其特征在于所述中低溫固體氧化物燃料電池按照以下步驟制備：

用流延法制得陽極支撐薄電解質片，陽極組成是由質量分數為30％-70％的NiO和質量分數70％-30％的YSZ組成，NiO和YSZ經過混合，球磨48h，脫泡后在流延機上用流延的方法制得素坯，經過1350-1450℃煅燒5-10h，形成致密的電解質層；(2)將GDC粉體與Bi₂O₃粉體混合后，Bi₂O₃與GDC的質量比為0.5％-5％∶1，加入GDC與Bi₂O₃混合粉體總質量0.5％-5wt％的乙基纖維素作為粘結劑制備涂覆漿料，4000-6000轉下涂覆GDC中間層，1200-1400℃下煅燒得到致密的阻擋層；然后將陰極粉體溶在有機溶劑里，用絲網印刷的方法涂覆到電解質層上，經過850-1250℃煅燒0.5-4h，制得陰極層。

9.根據權利要求7所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃摻雜的固體氧化物燃料電池陰極材料在中低溫固體氧化物燃料電池中的應用，其特征在于所述陰極粉體是指單純的BaFe_1-xBi_xO_3-δ粉體，或者質量分數為30％-70％的BaFe_1-xBi_xO_3-δ粉體和質量分數為70％-30％的電解質粉體的混合物。