[发明专利]一种低温固体氧化物燃料电池三合一组件MEA及其制备

权利要求书

1. 一种低温固体氧化物燃料电池三合一组件MEA，包括阳极基底(1)，铈基电解质(2)和阴极(4)，其特征在于：在铈基电解质(2)和阴极(4)之间设置有一层由高氧离子电导率电解质构成的电解质过渡层(3)。

2. 按照权利要求1所述三合一组件MEA，其特征在于：所述的电解质过渡层由包括Sm_xCe_1-xO₂、Gd_xCe_1-xO₂、La_xCe_1-xO₂、Y_xCe_1-xO₂、8mol％Y₂O₃稳定的ZrO₂和/或掺杂的摩尔百分比含量为10％-50％Sc₂O₃稳定的ZrO₂高氧离子电导率的电解质中的一种或一种以上构成，其中0.1≤x≤0.5。

3. 一种权利要求1所述三合一组件MEA的制备方法，其特征在于：在附着于阳极基底(1)上的铈基电解质(2)表面采用流延法、丝网印刷法、涂敷法、气相沉积法或等离子喷涂制备电解质过渡层(3)，然后烧结在电解质层的表面，烧结温度在1000℃-1400℃，其厚度控制在20纳米-5微米之间，然后于电解质过渡层(3)上制备阴极(4)构成三合一组件MEA。

4. 按照权利要求3所述三合一组件MEA的制备方法，其特征在于：电解质过渡层(3)厚度为50纳米-2微米。

5. 按照权利要求3所述三合一组件MEA的制备方法，其特征在于：固体氧化物燃料电池阳极基底(1)制作材料为金属复合陶瓷，其中金属催化剂包括Ni，Co，Cu，Rh，Fe，Pt，Pd，Mo和/或Ti；氧化物包括Sm_xCe_1-xO₂、Gd_xCe_1-xO₂、Y_xCe_1-xO₂、La_xCe_1-xO₂、8mol％Y₂O₃稳定的ZrO₂和/或掺杂的摩尔百分比含量为10％-50％Sc₂O₃稳定的ZrO₂，其中0.1≤x≤0.5，金属催化剂的质量百分比含量为10％-60％之间；电解质为Sm₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃和/或La₂O₃稀土氧化物掺杂的CeO₂基电解质，其掺杂的摩尔百分比含量为10％-50％之间；铈基电解质膜层可采用干压法、刮膜法、流延法或等离子喷涂法制备到阳极基底(1)上，其厚度在10微米至60微米之间；烧结温度在1300℃-1450℃区间范围内；

固体氧化物燃料电池阴极可由纯钙钛矿型复合氧化物阴极材料构成，也可由阴极材料与电解质组成的复合阴极构成，其中，阴极材料的重量百分比含量为＞40％，其可采用流延法、丝网印刷法、涂敷法、气相沉积法或等离子喷涂制备，烧结温度在800℃-1100℃区间范围内。

6. 按照权利要求5所述三合一组件MEA的制备方法，其特征在于：所述的阴极材料为Ba_xSr_1-xCo_yFe_1-yO₃或Sm_xSr_1-xCoO₃。