[發(fā)明專利]一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710254609.5
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107180978B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雷敏;占忠亮;孟燮;駱婷;辛顯雙
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01M8/0271
• 分類號: H01M8/0271;H01M8/12
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;熊子君

本發(fā)明涉及一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：配制均勻分散有陽極粉體的漿料；將所得漿料進(jìn)行噴霧造粒，得到改性后的陽極粉料；將改性后的陽極粉料注入管式模具中，經(jīng)等靜壓后脫模成型，得到成型體；將所得成型體燒結(jié)，得到固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體。本發(fā)明通過噴霧造粒、等靜壓成型、燒結(jié)得到固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體，生產(chǎn)工藝簡單、操作性強(qiáng)，具有很好的工藝穩(wěn)定性，得到的固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體電流收集簡單方便，功率損耗小，收電材料與筆直的陽極反應(yīng)區(qū)域具有良好的物理貼合面，大幅度提高電子的收集效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體氧化物燃料電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體及其制備方法。

背景技術(shù)

固體氧化物燃料電池(SOFC)是基于陶瓷材料的全固態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，通過高溫電化學(xué)反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，其潔凈、高效的供能方式是解決我國城市能源與環(huán)境問題的迫切需求。基于SOFC技術(shù)的分布式能源系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效清潔的供熱供電，它將取代傳統(tǒng)的城市供能方式，引領(lǐng)著能源的供給、生產(chǎn)和消費方式革命。SOFC具有高效率、低污染、低噪聲、模塊化、體積小、可靠性高及燃料適應(yīng)性廣等突出優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于大型分布式電站、家庭熱電聯(lián)供系統(tǒng)以及軍用便攜式電源等方面，同時也是實現(xiàn)煤炭、石油、天然氣等化石能源高效清潔利用的重要技術(shù)之一。

固體氧化物燃料電池具有全固態(tài)組件特性，其研究方向主要集中在兩種結(jié)構(gòu)類型：管式和平板式。平板式固體氧化物燃料電池具有較高的體積功率密度，通常用來作為大型分布式電站。管式固體氧化物燃料電池由于其具有啟動時間快以及良好的抗熱震性能等優(yōu)點，是作為便攜式電源開發(fā)的理想結(jié)構(gòu)。

目前，已經(jīng)公布的申請?zhí)枮?00510101487.3的發(fā)明專利公開了一種椎管式陽極支撐固體氧化物燃料電池單電池，該方法制備的陽極支撐體為一端大、一端小的錐管狀，使得串聯(lián)連接的時候密封較易實現(xiàn)，但是該方法制備的管式電池陽極電流收集比較困難；專利號為99108725.9的發(fā)明專利公開了一種采用石膏模注漿法制備電解質(zhì)薄管的方法，該方法在注漿成型過程中漿料的均勻性和懸浮性對注漿產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，批量制備一致性較差；公開號CN 2547010Y的發(fā)明專利公開了一種陽極支撐管狀固體氧化物燃料電池，采用擠壓成型出內(nèi)有七只管的異形管狀陽極支撐體，異形結(jié)構(gòu)增加有效反應(yīng)面積并提高功率密度，但是復(fù)雜結(jié)構(gòu)對模具設(shè)計和擠壓工藝都要求苛刻，無法保證成功率同時也不利于工業(yè)化生產(chǎn)；公開號為CN 1700494A的發(fā)明專利公開了浸漬成型管式固體氧化物燃料電池的方法，介紹了一種通過配料、球磨、抽真空、浸漬、脫模、預(yù)燒、燒結(jié)、預(yù)處理等過程，通過對浸漬次數(shù)的控制，調(diào)節(jié)不同功能結(jié)構(gòu)層的厚度，此方法制備時間較長且無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有制備技術(shù)中管式固體氧化物燃料電池(SOFC)制備工藝不穩(wěn)定、成品率低、陽極收電困難、工業(yè)化難度大等棘手的問題，提出了一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體、包括該陽極支撐體的管式固體氧化物燃料電池及其制備方法。

一方面，本發(fā)明提供一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體的制備方法，其包括以下步驟：

配制均勻分散有陽極粉體的漿料；

將所得漿料進(jìn)行噴霧造粒，得到改性后的陽極粉料；

將改性后的陽極粉料注入管式模具中，經(jīng)等靜壓后脫模成型，得到成型體；

將所得成型體燒結(jié)，得到固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體。