[发明专利]一种掺杂的铈酸锶-碱金属盐复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体燃料电池中电解质的开发，特别涉及一种固体燃料电池中电解质及其制备方法。

背景技术

SrCeO₃基钙钛矿型固体电解质广泛应用于燃料电池、氢传感器、水蒸气电解器、甲烷二聚乙烯、常压中温下合成氨等电化学装置。

现有技术中，存在将SrCeO₃及掺杂有杂原子的SrCeO₃用作固体燃料电池，或研究其作为固体燃料电池的潜力，如Yuan(YUAN W,XIAO C,LI L.Hydrogen permeation and chemical stability of In-doped SrCe_0.95Tm_0.05O_3-δmembranes[J].Journal of Alloys and Compounds,2014,616:142-147.)等在700℃～900℃，分别使用40％H₂/He和Ar为原料气，通过SrCe_0.95-xIn_xTm_0.05O_3-d氢渗透膜进行研究，结果发现，氢渗透通量随In含量的增加而减小，SrCe_0.95Tm_0.05O_3-d、SrCe_0.85In_0.10Tm_0.05O_3-d、SrCe_0.75In_0.20Tm_0.05O_3-d的激活能分别为36.61、52.25和73.06kJ/mol。Hung(HUNG I M,CHIANG Y J,JANG J S C,et al.The proton conduction and hydrogen permeation characteristic of Sr(Ce_0.6Zr_0.4)_0.85Y_0.15O_3-δceramic separation membrane[J].Journal of the European Ceramic Society,2015,35:163–170)等在各种大气和水的分压下测定Sr(Ce_0.6Zr_0.4)_0.85Y_0.15O_3-δ的晶体结构、热膨胀系数(CTE)、导电性、电化学性能和氢泵特性。随着温度从500℃增加到800℃，氢渗透通量从0.1增加到0.184mmol min^-1cm^-2。在氢分离膜中，该材料适合作电解质材料。 Matsumoto(MATSUMOTO H,TAKEUCHI K,IWAHARA H.Electromotive force of H₂–D₂ gas cell using high-temperature proton conductors[J]Solid State Ionics,1999,125:377-381)等采用固相反应法合成SrCe_0.95Yb_0.05O_3-a，将烧结相对密度高于95％的SrCe_0.95Yb_0.05O_3-a陶瓷用作质子导电电解质。Phillips(PHILLIPS R J,BONANOS N,POULSEN F W,et al.Structural and electrical characterisation of SrCe_1-xY_xO_j[J].Solid State Ionics,1999,125:389-395)等研究了SrCe_1-xY_xO_j导电性与氧分压的关系，在0.007atm水蒸气分压下，通过合适的分析，总电导率被分为不同的组分，从而确定离子的范围和p-型电导率。