[发明专利]电极支撑中低温固体氧化物燃料电池及其制备方法

权利要求书

1、一种电极支撑中低温固体氧化物燃料电池，由电解质、阳极、阴极体系材料与燃料、密封材料组成，其特征在于：以LaGaO₃基粉体材料作为电池的电解质材料，阳极和阴极材料分别为LaCrO₃基和LaFeO₃基粉体材料或以它们为主的与电解质的复合材料，其中LaGaO₃基、LaCrO₃基与LaFeO₃基材料为钙钛矿ABO₃型材料。

2、根据权利要求1所述的电极支撑中低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：各电解质、阳极、阴极材料的A位和B位中还可掺杂元素Sr、Ca、Mg、Mn、Co的一种或多种。

3、根据权利要求2所述的电极支撑中低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：电池以电极为支撑形式，各电解质、阳极、阴极材料的A位和B位中，加入的掺杂元素的摩尔百分比含量为10～50％。

4、根据权利要求3所述的电极支撑中低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：电极为多孔结构的材料，其中厚度大的一电极为支撑体电极，厚度小的一电极为非支撑电极层，致密结构的电解质层位于两电极之间；在阳极中通入氢气或含碳可燃气体，阴极中通入空气或氧气。

5、一种权利要求4所述的中低温固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于：首先选择钙钛矿型电池材料-LaGaO₃基、LaCrO₃基和LaFeO₃基粉体材料，然后采用干压法与烧结工艺，用支撑电极粉体材料制备多孔结构的电极支撑体；采用射频磁控溅射成膜技术，用LaGaO₃基粉体材料在支撑体电极一侧制得致密的电解质膜；采用匀胶机或丝网印刷成膜技术，用非支撑体电极粉体材料在电解质膜侧制得厚度小于支撑体电极的非支撑体电极膜，最后以阳极/电解质/阴极三合一复合膜为基础组装单电池，在阳极通入氢气或含碳可燃气体燃料，在阴极通入空气或氧气，制得电极支撑中低温固体氧化物燃料电池。

6、根据权利要求5所述的中低温固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于：干压法制备电极支撑体时，压力控制在5～60MPa，支撑体烧结温度在1000～1400℃间；利用射频磁控溅射成膜技术制备致密电解质层时，设备功率控制在30～200W，溅射气氛为体积比为0.25～4的Ar、O₂混合气，气压保持在0.5～15Pa，溅射基底温度为室温至600℃，电解质层的烧结温度在1100～1400℃；采用匀胶机成膜技术制备非支撑电极层时，控制匀胶机离心转速在2000～4000转/分钟，非支撑电极层烧结温度在1000～1400℃间。

7、根据权利要求6所述的中低温固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于：各电解质、阳极、阴极材料的A位和B位中可掺杂元素Sr、Ca、Mg、Mn、Co的一种或多种。

8、根据权利要求7所述的中低温固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于：各电解质、阳极、阴极材料的A位和B位中，加入的掺杂元素的摩尔百分比含量为10～50％。