[发明专利]一种BaFeO3-δ基B位Bi2O3掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于所述阴极材料组成分子式为BaFe_1-xBi_xO_3-δ，其中δ表示氧过剩量或缺乏量，-1≤δ≤1，x表示Bi₂O₃的掺杂量，0≤x≤0.5。

2.根据权利要求1所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于所述x＝0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5。

3.根据权利要求1所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于所述阴极材料组成分子式为BaFe_0.9Bi_0.1O_3-δ。

4.根据权利要求1所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于所述阴极材料组成分子式为BaFe_0.7Bi_0.3O_3-δ。

5.一种权利要求1-4任一权利要求所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于所述阴极材料采用固相反应法合成或使用溶胶-凝胶法合成。

6.根据权利要求5所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于所述溶胶-凝胶法步骤如下：

步骤1：以硝酸钡、硝酸铁和硝酸铋作为原料，乙二胺四乙酸和柠檬酸作为络合剂，搅拌形成均匀溶液，所述乙二胺四乙酸、柠檬酸和目标产物中金属元素总和的物质的量的比值为1∶1～2∶1～2；

步骤2：滴加氨水调节pH值为4～9，随后恒温油浴80～120℃加热，直至水分蒸干形成黏胶状物质；

步骤3：将上述黏胶状物质在110～160℃干燥，得到泡沫状前驱体，研磨成粉后在600～1100℃下煅烧1～4h制得权利要求1-3任一权利要求所述的BaFe_1-xBi_xO_3-δ阴极材料。

7.一种权利要求1-4任一权利要求所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料在中低温固体氧化物燃料电池中的应用。

8.根据权利要求7所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料在中低温固体氧化物燃料电池中的应用，其特征在于所述中低温固体氧化物燃料电池按照以下步骤制备：

用流延法制得阳极支撑薄电解质片，阳极组成是由质量分数为30％-70％的NiO和质量分数70％-30％的YSZ组成，NiO和YSZ经过混合，球磨48h，脱泡后在流延机上用流延的方法制得素坯，经过1350-1450℃煅烧5-10h，形成致密的电解质层；(2)将GDC粉体与Bi₂O₃粉体混合后，Bi₂O₃与GDC的质量比为0.5％-5％∶1，加入GDC与Bi₂O₃混合粉体总质量0.5％-5wt％的乙基纤维素作为粘结剂制备涂覆浆料，4000-6000转下涂覆GDC中间层，1200-1400℃下煅烧得到致密的阻挡层；然后将阴极粉体溶在有机溶剂里，用丝网印刷的方法涂覆到电解质层上，经过850-1250℃煅烧0.5-4h，制得阴极层。

9.根据权利要求7所述的BaFeO_3-δ基B位Bi₂O₃掺杂的固体氧化物燃料电池阴极材料在中低温固体氧化物燃料电池中的应用，其特征在于所述阴极粉体是指单纯的BaFe_1-xBi_xO_3-δ粉体，或者质量分数为30％-70％的BaFe_1-xBi_xO_3-δ粉体和质量分数为70％-30％的电解质粉体的混合物。