[發(fā)明專利]一種固體氧化物電解池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611050296.3
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN108103524A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 程謨杰;黃志東;趙哲
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C25B9/06
• 分類號: C25B9/06;C25B11/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明公開了一種固體氧化物電解池及其制備方法，該固體氧化物電解池包括電解質層、二氧化碳電極和氧電極，其中，電解質層為YSZ、ScSZ的一種，二氧化碳電極為鈣鈦礦氧化物和摻雜氧化鈰基氧化物組成的復合電極，氧電極材料為鈣鈦礦氧化物與摻雜氧化鈰基氧化物構成的復合電極。本發(fā)明電解池具有較高電解CO2性能。

技術領域

本發(fā)明涉及能源和燃料電池技術領域，具體地涉及一種固體氧化物電解池及其制備方法。

背景技術

隨著全球化石能源消費量的迅猛增長，如何有效控制溫室氣體排放、減緩全球變暖已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展面臨的共同難題。大規(guī)模控制CO2排放技術，CO2捕集、利用和封存技術已受到各國政府的高度重視。高效、低成本的CO2電化學轉化技術在有效地推動CO2捕集和利用的同時，又可以實現(xiàn)可再生能源電力的儲存，是一條同時緩解能源危機和環(huán)境問題的路徑。

固體氧化物電解池(SOECs)是一種在中高溫下以高效環(huán)保的方式將電能和熱能轉化成燃料中的化學能的電化學裝置。它可看作是固體氧化物燃料電池(SOFC)的逆向反應裝置。固體氧化物電解池為全固體結構，氣體產物容易分離，避免了使用液態(tài)電解質所帶來的蒸發(fā)、腐蝕和電解液流失等問題，同時具有較快的電極反應速率，無需采用Pt等貴金屬電極，進而大大降低成本，被認為是目前將CO2轉化為燃料的最可行、最具有前景的技術路徑之一。

傳統(tǒng)的二氧化碳電極通常為金屬Ni和YSZ復合的多孔電極，但其在高溫CO2電解中的應用仍然存在一些尚未解決的問題：如電極穩(wěn)定性較差，需要一定濃度的還原氣體防止電極的Ni氧化成NiO，高溫下Ni顆粒團聚、高溫揮發(fā)、易受多種雜質元素影響導致性能下降，同時還有積碳等問題。因此，開發(fā)一種固體氧化物燃料電池用于高溫CO2電解是實現(xiàn)CO2電化學轉化技術的重要方面。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有的固體氧化物CO2電解池的制備方法的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高性能高溫CO2電解固體氧化物電解池及其制備方法，其具有優(yōu)異的高溫CO2電解性能，具有較低的極化阻抗和較高的綜合電化學性能。