[發明專利]一種固體氧化物燃料電池的電解質及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011404518.3
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112531190A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 李文路;丁培培;王世敏;吳聰聰;趙麗;董兵海
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: H01M8/1253
• 分類號: H01M8/1253;H01M8/126
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

1.一種固體氧化物燃料電池的電解質，其特征在于，所述電解質的化學式為BaZr_yCe_1-x-y-z-rSm_xY_zYb_rO₃，其中，y、z和r的取值范圍均為0～0.15，x的取值范圍為0～0.15。

2.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池的電解質，其特征在于，y、z和r的取值范圍均為0～0.15；

優選地，x、y、z和r取值范圍均為0.05～0.15；

優選地，所述電解質的化學式為BaZr_0.1Ce_0.7-xSm_xY_0.1Yb_0.1O₃，其中，x的取值范圍為0～0.15；

更優選地，所述電解質的化學式為BaZr_0.1Ce_0.6Sm_0.1Y_0.1Yb_0.1O₃。

3.一種如權利要求1或2所述的固體氧化物燃料電池的電解質的制備方法，其特征在于，按照所述化學式各元素化學計量比對應的原料進行制備所述電解質。

4.根據權利要求3所述的電解質的制備方法，其特征在于，采用凝膠溶膠法或檸檬酸法合成所述電解質；

優選地，將按照所述化學式中各元素對應的鹽溶解混合后得到的凝膠，然后烘干進行煅燒，以獲得電解質粉體。

5.根據權利要求4所述的電解質的制備方法，其特征在于，將所述化學式各元素對應的鹽在溶劑中溶解混合均勻，再和絡合劑混合，調節pH值至中性得到凝膠后，依次進行干燥和煅燒；

優選地，絡合劑為檸檬酸，優選地，在加入絡合劑之前，向鹽溶液中加入EDTA的氨水溶液。

6.根據權利要求5所述的電解質的制備方法，其特征在于，在馬弗爐中280℃～350℃下烘干，優選300℃烘干，烘干時間為4～6小時；

優選地，在馬弗爐中1000℃～1100℃下煅燒，優選1100℃煅燒，煅燒時間為4～6小時，優選5小時。

7.根據權利要求4所述的電解質的制備方法，其特征在于，制備電解質片時，還包括采用干壓法將所述電解質粉體制備成電解質生坯，再進行燒結；

優選地，干壓法包括將所述電解質粉體放入模具，然后在5～10MPa壓力下制成所述電解質生坯，優選10Mpa；

優選地，燒結溫度為1350℃～1450℃，燒結時間為4～6小時。

8.根據權利要求4～7任一項所述的電解質的制備方法，其特征在于，所述化學式各元素對應的鹽為硝酸鹽或乙酸鹽，優選硝酸鹽，所述化學式各元素對應的鹽包括：Zr(NO₃)₄·5H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O、Yb(NO₃)₃·5H₂O、Y(NO₃)₃·6H₂O、Ba(NO₃)₂和Sm(NO₃)₃·6H₂O。

9.一種固體氧化物燃料電池，其特征在于，其包括如權利要求1或2所述的電解質。

10.如權利要求1或2所述的電解質在制備固體氧化物燃料電池中的應用。