[发明专利]用于固体氧化物电解池的阴极材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及固体氧化物电解池领域，具体地，涉及用于固体氧化物电解池的阴极材料及其应用，更具体地，涉及用于固体氧化物电解池的阴极材料、固体氧化物电解池阴极-电解质-阳极组件及其制备方法以及固体氧化物电解池。

背景技术

由于日益突出的能源与环境问题，人们对高温电解水制氢这一科学问题的关注度不断提高。而在与固体氧化物电解池相关的电极材料、电解质材料、连接体材料和封接材料、单电池整体性能等基础研究领域内，不断有新成果的报道。

然而，人们发现相关技术中采用的Ni/YSZ阴极材料在高温电解水制氢高温高湿环境下会产生水蒸气透过率低、Ni的团聚和挥发等问题，这严重影响了电解池的使用寿命和制氢效率。

因而，关于固体氧化物电解池的研究仍有待深入。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种不含SrMoO₃相、具有良好电化学性能的用于固体氧化物电解池的阴极材料。

发明人在研究过程中发现，利用先关技术中的方法制备获得的Sr₂Fe_1-xM_xMoO_6-δ材料中含有SrMoO₃杂相，且SrMoO₃杂相的存在会严重影响作为固体氧化物电解池阴极材料的Sr₂Fe_1-xM_xMoO_6-δ的电化学性能，如果能够消除SrMoO₃杂相，将会显著提高Sr₂Fe_1-xM_xMoO_6-δ的电化学性能。

因而，在本发明的第一个方面，本发明提供了一种用于固体氧化物电解池的阴极材料。根据本发明的实施例，该用于固体氧化物电解池的阴极材料的化学组成为Sr₂Fe_1-xM_xMoO_6-δ，其中，δ为氧空位，0≤x≤1.0，M为选自Mg、Zn、Ni、Co、Cu和Mn的至少一种，并且所述用于固体氧化物电解池的阴极材料中不含有SrMoO₃相。发明人发现，本发明的该用于固体氧化物电解池的阴极材料中不含SrMoO₃相，为单一的钙钛矿相结构，能够有效解决由于SrMoO₃杂相的存在而使得Sr₂Fe_1-xM_xMoO_6-δ的电化学性能不理想的问题，本发明的该阴极材料具有良好的电化学性能，进而能够提高固体氧化物电解池的制氢效率。且与传统的Ni/YSZ阴极材料相比，本发明的阴极材料不存在高温高湿环境下会产生水蒸气透过率低、Ni的团聚和挥发等问题。