[发明专利]钙钛矿结构、其形成方法及含其电极和燃料电池

权利要求书

1.一种钙钛矿结构，其包括：

第一元素X、锶、铁、钴、氧和钨；其中所述第一元素为钡和/或镧系元素，并且其中所述结构包括单钙钛矿区域和双钙钛矿区域；

其中钨的摩尔百分比在5-10％的范围内。

2.如权利要求1所述的结构，其中所述第一元素X为钡或镧。

3.如权利要求2所述的结构，其中所述第一元素X为钡。

4.如前述任一项权利要求所述的结构，其中所述结构具有化学式：

(Ba_1-xSr_x)(Co_1-yFe_y)_aW_bO_c

其中x和y独立地在0.1至0.9的范围内；

a+b等于1；并且

c在2-3的范围内。

5.如权利要求4所述的结构，其中c为3。

6.如权利要求5所述的结构，其中x在0.4至0.6的范围内。

7.如权利要求5所述的结构，其中y在0.1至0.4的范围内。

8.如权利要求1所述的结构，其中单钙钛矿与双钙钛矿的比例在1:1至1:9的范围内。

9.一种用于燃料电池的电极，其包括如前述任一项权利要求所述的结构。

10.如权利要求9所述的电极，其中所述电极为阴极。

11.一种燃料电池，其包括如权利要求1至8任一项所述的结构。

12.如权利要求11所述的燃料电池，其中所述燃料电池为固体氧化物电池。

13.一种燃料电池堆，其包括如权利要求11或权利要求12所述的燃料电池。

14.一种形成如权利要求1至8任一项所述的钙钛矿结构的方法，所述方法包括：

混合起始材料以形成混合物，其中所述起始材料包括第一元素X、锶、铁、钴、氧和钨；

将所述混合物加热至第一温度，加热第一时间段，以形成单钙钛矿；以及

将所述混合物加热至第二温度，加热第二时间段，以形成双钙钛矿；

其中所述第一元素为钡和/或镧系元素；

所述第一温度在650℃–750℃的范围内，所述第一时间段在4至8小时的范围内；

所述第二温度在850℃–1000℃的范围内，所述第二时间段在6至10小时的范围内。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一元素X为钡。

16.如权利要求14所述的方法，其还包括在加热步骤之前的粉碎步骤。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述粉碎步骤为球磨。

18.如权利要求16所述的方法，其中在加热步骤之前先压制经粉碎的起始材料。

19.如权利要求14所述的方法，其还包括在第二步加热步骤后，于第三温度下、在空气中烧结第三时间段的烧结步骤。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述第三温度在950℃-1100℃的范围内。

21.如权利要求19所述的方法，其中所述第三时间段在8至12小时的范围内。

22.如权利要求14所述的方法，其中所述方法重复至少一次。