[发明专利]一种钼酸镧基中温固体氧化物燃料电池电解质材料及其制备方法

说明书

一种钼酸镧基中温固体氧化物燃料电池电解质材料及其制备方法，其化学式为：La₂Mo_(2‑x)Cu_xO_(9‑δ)，式中，0<x≤0.6。称取La₂O₃、MoO₃和CuO，以无水乙醇为介质，加入到研钵中，进行研磨；然后将物料转移至坩埚，放到马弗炉中进行煅烧；煅烧后取出并充分研磨，最终得到固体前驱体粉末；取前驱体粉末置于玛瑙研钵中研磨；加入适量PVA溶液进行研磨造粒；再将造粒产物加入不锈钢压片模具中，压制成圆形薄片。制备的电解质材料均已抑制了相变；烧结后能得到相对密度高于98％的致密的陶瓷烧结体。随着铜元素掺杂比例增加，氧离子电导率呈现逐渐变小的趋势，有望应用于钼酸镧基燃料电池电解质材料领域。

技术领域

本发明涉及燃料电池电解质材料技术领域，具体是涉及一种钼酸镧基中温固体氧化物燃料电池电解质材料及其制备方法。

背景技术

近十几年来，由于氧离子导体钼酸镧在无任何离子掺杂的情况下，体系内部也会有大量的氧空位存在，而且氧离子的电导率在某些条件下也相对较高和体系较稳定、工作温度低等优点，引起氢能源固体氧化物燃料电池材料研究学者广泛关注。然而La₂Mo₂O₉有一个相变点(约580℃)使其在应用中受到很大限制。很多研究工作主要集中在La₂Mo₂O₉不同位置掺杂，抑制相变的发生及进一步提高其电导率。钼酸镧中的钼和镧的化合物相对昂贵，所以在Mo位掺杂Al³⁺、W⁶⁺等离子，在La位掺杂碱土和稀土元素K⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Nd³⁺等离子，关于这方面的报道较多。从掺杂的角度来看，目前，在不改变钼酸镧基体结构，抑制相变，对钼酸镧进行进一步的改性，稳定高温构相。因此，利用固相法合成不同元素、不同含量比掺杂的钼酸镧基化合物，是值得深入研究的课题。

发明内容

针对目前存在的上述技术问题，本发明提供了一种钼酸镧基中温固体氧化物燃料电池电解质材料及其制备方法。该方法采用固相合成法，操作相对简单，成本较低。在相对较低温度合成了的Cu²⁺掺杂的La₂Mo₂O₉基电解质La₂Mo_(2-x)Cu_xO_(9-δ)材料。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种钼酸镧基中温固体氧化物燃料电池电解质材料，其化学式为：La₂Mo_(2-x)Cu_xO_(9-δ)，式中，0<x≤0.6。

一种钼酸镧基中温固体氧化物燃料电池电解质材料的制备方法，步骤如下：

1)、称取La₂O₃、MoO₃和CuO，以无水乙醇为介质，将物料混合加入到研钵中，进行研磨；然后将物料转移至坩埚，放到马弗炉中进行煅烧；煅烧后取出并充分研磨，最终得到固体前驱体粉末；

2)、取0.5～1.0g制备的前驱体粉末置于玛瑙研钵中，研磨半小时，防止有小颗粒产物；加入适量5％的PVA溶液进行研磨造粒；再将造粒产物加入不锈钢压片模具中，压制成圆形薄片。