[发明专利]一种多孔金属支撑的低温固体氧化物燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种低温固体氧化物燃料电池，依次包括多孔金属支撑体，阳极功能层、致密的电解质薄膜、阴极功能层和阴极集流层，其特征在于：

所述多孔金属支撑体材料为Ni或者Ni合金，其孔隙率在30%～80%之间；

所述电解质薄膜材料为含有一种或一种以上正二价或正三价金属掺杂离子的氧化铈；

所述阳极功能层材料是至少含有一种成分为Ni的金属催化剂与含铈氧化物组成的金属复合陶瓷，孔隙率在30%～60%之间。

2.如权利要求1所述的低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述电解质薄膜通过物理或化学气相沉积的方法获得，电解质厚度在0.5～10μm之间。

3.如权利要求1或2所述的低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述电解质薄膜材料中的金属掺杂离子为稀土元素或碱土金属元素。

4.如权利要求1所述的低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阳极功能层是通过在多孔金属支撑体上涂敷至少含有一种成分为Ni的金属氧化物和含铈氧化物的复合阳极材料，在还原气氛下加热使金属氧化物还原为具有催化作用的金属组分后，制备得到；其中还原温度在400～600℃之间，还原气体的氧分压控制在使NiO还原为Ni，CeO₂还原为Ce₂O₃的平衡氧分压之间，使阳极材料可以发生选择性还原。

5.如权利要求1所述的低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阳极功能层材料中的含铈氧化物为稀土掺杂的含铈氧化物，其厚度为5～50μm。

6.如权利要求1所述的低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阳极功能层材料中的金属催化剂为Ni、Ni合金、或由Ni或Ni合金与其他金属和合金组成的双金属或多金属材料。

7.如权利要求1所述的低温固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阴极功能层的厚度为5～50μm。

8.如权利要求1所述低温固体氧化物燃料电池的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备多孔金属支撑体，所述支撑体可以是板型、圆管型或扁管型的；

(2)在多孔金属支撑体上涂敷至少含有一种成分为Ni的金属氧化物和含铈氧化物的复合阳极材料，在还原气氛下加热使金属氧化物还原为具有催化作用的金属组分后，得到阳极功能层；其中还原温度在400～600℃之间，还原气体的氧分压控制在使NiO还原为Ni，CeO₂还原为Ce₂O₃的平衡氧分压之间，使阳极材料可以发生选择性还原；

(3)采用物理或化学气相沉积的方法制备致密的含铈氧化物的电解质薄膜；

(4)依次涂敷阴极功能层和阴极集流层。

9.如权利要求8所述低温固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于：所述还原气体是湿氢。