[发明专利]一种基于空气制氧的电解质膜以及制氧方法

权利要求书

1.一种基于空气制氧的电解质膜，其特征在于：为平板式结构，包括电解质层(1)、以及位于电解质层(1)两侧的作为空气侧电极层的阴极电极(2)和作为氧气侧电极层的阳极电极(3)；

所述电解质层(1)的相对密度大于96%，其成分为以下物质的一种或其组合：

钇稳定氧化锆 (Y₂O₃)_x(ZrO₂)_1-x，x＝0.03～0.08、

钪稳定氧化锆 (Sc₂O₃)_x(ZrO₂)_1-x，x＝0.08～0.11、

Gd掺杂氧化铈 Gd_xCe_1-xO_2-0.5x，x＝0.1～0.4、

Sm掺杂氧化铈 Sm _xCe_1-xO_2-0.5x，x＝0.1～0.4、

Sr和Mg共掺杂的镓酸镧 La_0.8Sr_0.2Ga_0.9Mg_0.1O₃、

Er掺杂氧化铋 (Er₂O₃)_x(Bi₂O₃)_1-x，x＝0.1～0.3；

所述阴极电极(2)和阳极电极(3)的组成成分相同，其成分为以下物质的一种或其组合：

La_1-xSr_xMnO₃，x＝0.2～0.4、

La_1-xSr_xCoO₃，x＝0.2～0.4、

La_1-xSr_xFeO₃，x＝0.2～0.4、

La_1-xSr_xNiO₃，x＝0.2～0.4、

Nd₂NiO₄、

Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O₆；

所述电解质层(1)的厚度为5～100μm；所述阴极电极(2)和阳极电极(3)的厚度分别为80～180μm；

所述电解质膜其每小时制氧量为83～125ml h^-1cm^-2。

2.采用权利要求1所述电解质膜的制氧方法，其特征在于：将所述电解质膜的阴极电极(2)一面置于空气侧，对其施加阴极电位，空气中的氧气得到电子而变为氧离子；所述氧离子透过电解质膜到达阳极电极(3)后，失去电子而被氧化为氧气；所述电解质膜的工作温度为500～1000℃，工作电压为50～300mV。