[发明专利]一种中温固体氧化物燃料电池电解质及其制备方法

说明书

本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体涉及一种中温固体氧化物燃料电池电解质及其制备方法。该电解质由La₂Ce₂O₇和Ce_0.8Gd_0.2O_1.9按质量比8:2复合而成，所采用的制备方法为硝酸盐凝胶燃烧法。所制得的电解质在600℃‑800℃范围内具有较高的电导率、较高的功率密度，相对致密度达到97%以上，在空气气氛下750℃时离子电导率达到1.39×10^‑2S/cm。

技术领域

本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体涉及一种中温固体氧化物燃料电池电解质及其制备方法。

背景技术

随着全球工业的发展及人口的迅速增长，地球上的资源将越来越短缺。美国能源信息署（EIA）统计结构显示，2010年世界能源需求量已达到106亿吨油当量，据预测，2025年将达到136.5亿吨油当量。而传统的发电方式大多是由石油、天然气等化石能源中的化学能通过燃烧转化为热能，再由热能推动机械设备产生机械能，最终转换为电能。这种能源转换不但受到卡诺循环的限制，还会产生大量粉尘、二氧化碳、氮氧化物和硫化物等有害物质及噪音。固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，可以直接使用氢气、 一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料。在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站，以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源领域都有广阔的应用前景。

传统SOFC的工作温度必须在800℃以上才有较高的输出功率，高的运行温度不仅对电池的连接密封具有非常高的要求，而且加速了电池部件间的副反应的发生，电池性能衰减速率增大，使电池的成本居高不下，大大限制了SOFC的商业化发展。因此，要使SOFC商业化发展，就要降低SOFC工作温度，开发中低温SOFC已成为必然趋势。在SOFC系统中，电解质是电池的核心，电解质的性能直接决定着SOFC电池的工作温度和性能。传统的电解质已无法适用于中低温条件，因此就必须寻求在中低温下具有高电导率的电解质。本发明的复合电解质具有电导率高，可满足中低温的使用条件。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种中温固体氧化物燃料电池电解质及其制备方法。该电解质制备方法简便，在600℃-800℃范围内具有较高的电导率、较高的功率密度，相对致密度达到97%以上，在空气气氛下750℃时离子电导率达到1.39×10^-2S/cm，

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种中温固体氧化物燃料电池电解质，由La₂Ce₂O₇和Ce_0.8Gd_0.2O_1.9按质量比8:2复合而成。

该电解质的制备方法为硝酸盐凝胶燃烧法，主要分为La₂Ce₂O₇粉末的制备和Ce_0.8Gd_0.2O_1.9粉末的制备。

1、La₂Ce₂O₇的制备：