[發(fā)明專利]固體氧化物電解池的氧電極漿料及其制備方法、固體氧化物電解池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010828455.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111962098B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 胡帆;楊波;黃旭銳;潘軍;徐欽;張行;何彬彬;于豐源
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: C25B11/031
• 分類號: C25B11/031;C25B11/091;C25B11/052;C25B1/04;C25B9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 許慶勝

1.固體氧化物電解池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將NiO和YSZ粉體與第一造孔劑球磨6～12h均勻混合，取適量混合后粉體放入模具，溫壓成型，厚度為100～1000μm，隨后在1000～1500℃預燒結1～4h，制得氫電極支撐體；其中，所述NiO與所述YSZ的質量比為(0.5～2):1，所述第一造孔劑為石墨、淀粉、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種，所述第一造孔劑的尺寸為1～5μm；所述第一造孔劑的用量為NiO和YSZ總質量的10％～30％；所述YSZ粉體粒徑為60～100nm；

步驟二、將NiO和YSZ粉體均勻混合，設置至在所述氫電極支撐體的表面，厚度為5～25μm，在100～150℃空氣中充分烘干，得到氫電極功能層；所述YSZ粉體粒徑為60～100nm；所述氫電極功能層設置在氫電極支撐體表面的方法為流延法、絲網印刷、漿料涂覆、噴涂中的至少一種；

步驟三、將YSZ粉體與有機粘結劑按照質量比為(1～2)：1混合，然后球磨1～3h均勻混合，涂覆至氫電極功能層表面，得到電解質層，所述電解質層的厚度為5～30μm，空氣中充分烘干；YSZ粉體粒徑為60～100nm；

步驟四、將上述步驟中制備得到的產物在1200～1600℃下燒結2～5h；所述氫電極支撐體經高溫燒結和還原后孔隙率為25％～55％，所述氫電極功能層高溫燒結和還原后孔隙率為20％～50％；

步驟五、以氧電極材料粉體為載體，將金屬氧化物納米顆粒負載在所述氧電極材料粉體，使所述金屬氧化物納米顆粒在所述氧電極材料粉體上均勻沉積，經分離干燥退火處理后與第二造孔劑球磨均勻混合，制得負載有金屬氧化物納米顆粒的氧電極材料粉體，隨后，將所述負載有金屬氧化物納米顆粒的氧電極材料粉體與粘結劑混合配制成漿液，涂覆于步驟四產物的電解質層的表面，厚度為5～50μm，充分烘干后在1000～1400℃燒結2～6h，制得固體氧化物電解池；

其中，所述金屬氧化物的納米顆粒為GDC、SDC、TiO₂、Bi₂O₃、Fe₂O₃、ZrO₂、SrTiO₃和LaTiO₃顆粒中的至少一種，所述氧電極材料粉體選自摻雜錳酸鑭、LSC、LSCF、LSF、SSC、BSCF中的至少一種；所述金屬氧化物的納米顆粒的粒徑為1～100nm，所述金屬氧化物的納米顆粒負載在氧電極材料粉體的方法采用浸漬、涂覆、物理共混或氣相沉積中的一種；所述第二造孔劑選自聚苯乙烯微球；所述聚苯乙烯微球的粒徑為0.5-2μm；所述第二造孔劑的添加量為所述氧電極材料粉體質量的5％～30％。

2.固體氧化物電解池，其特征在于，包括如權利要求1所述的制備方法制得的固體氧化物電解池。