[發明專利]電解質支撐的固體氧化物電解池及其制備方法

有效

• 申請號: 201410281544.X
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104060293A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 馬景陶;葛奔;艾德生;林旭平;鄧長生
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C25B11/04
• 分類號: C25B11/04;C25B1/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

1.一種電解質支撐固體氧化物電解池，包括電解質層、氫電極和氧電極，其特征在于，

所述氫電極包含具有如下式所示組成的活性材料：

Sr₂Fe_1-xMn_xNbO₆，

其中，0≤x≤0.2。

2.根據權利要求1所述的電解質支撐固體氧化物電解池，其特征在于，所述電解質層的厚度為150-500微米，

所述氫電極的厚度為25-35微米，

所述氧電極的厚度為25-35微米。

3.根據權利要求2所述的電解質支撐固體氧化物電解池，其特征在于，所述電解質層包含：YSZ，

任選地，所述氫電極進一步包含：YSZ，

任選地，所述氧電極包含：

La_0.8Sr_0.2MnO₃，以及

YSZ。

4.一種制備電解質支撐固體氧化物電解池的方法，其特征在于，包括：

將YSZ、丁酮、乙醇、三油酸甘油酯、聚乙二醇、鄰苯二甲酸二乙酯和聚乙烯縮丁醛進行第一球磨處理，以便獲得原料混合物漿料；

利用流延法將所述原料混合物漿料制成電解質生坯；

將所述電解質生坯進行燒結，以便獲得電解質片；

將Sr₂Fe_1-xMn_xNbO₆、YSZ、淀粉、松油醇和乙基纖維素進行第二球磨處理，以便獲得氫電極漿料，其中，0≤x≤0.2；

利用所述氫電極漿料，在所述電解質片的一側印刷氫電極，并將印刷有氫電極的電解質片進行燒結，以便獲得半電解池；

將La_0.8Sr_0.2MnO₃、YSZ、淀粉、松油醇和乙基纖維素進行第三球磨處理，以便獲得氧電極漿料；

利用所述氧電極漿料，在所述半電解池中氫電極的對側印刷氧電極，并將印刷有氧電極的半電解池進行燒結，以便獲得電解質支撐固體氧化物電解池。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一球磨處理進一步包括：

將YSZ、丁酮、乙醇、三油酸甘油酯加入球磨罐，球磨20-30小時后，將聚乙二醇、鄰苯二甲酸二乙酯和聚乙烯縮丁醛加入所述球磨罐，繼續球磨40-60小時，

任選地，將YSZ、丁酮、乙醇、三油酸甘油酯、聚乙二醇、鄰苯二甲酸二乙酯和聚乙烯縮丁醛按照1g：0.2-0.5ml：0.8-1.2ml：0.01-0.05ml：0.04-0.12g：0.02-0.08ml：0.05-0.12g的比例加入所述球磨罐中。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，于1350-1450攝氏度下，將所述電解質生坯燒結5-6小時，

任選地，將Sr₂Fe_1-xMn_xNbO₆、YSZ、淀粉、松油醇和乙基纖維素按照質量比為1：0.2-0.3：0.13-0.15：1.9-2.1：0.1-0.2的比例混合后，進行所述第二球磨處理24-48小時。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，利用絲網印刷在所述電解質片的一側印刷所述氫電極，其中，印刷層數為3-5層，

任選地，于1190-1210攝氏度下，將所述印刷有氫電極的電解質片燒結2-3小時。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，將La_0.8Sr_0.2MnO₃、YSZ、淀粉、松油醇和乙基纖維素按照質量比為1：0.2-0.3：0.13-0.15：1.9-2.1：0.1-0.2的比例混合后，進行所述第三球磨處理24-48小時。

9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，利用絲網印刷在所述半電解池中氫電極的對側印刷所述氧電極，其中，印刷層數為3-5層，

任選地，于1150-1180攝氏度下，將印刷有氧電極的半電解池燒結2-3小時。

10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述電解質片的厚度為150-500微米，

所述氧電極的厚度為25-35微米，

所述氫電極的厚度為25-35微米。