[发明专利]一种高温燃料电池阴极材料及其制备和应用有效
| 申请号： | 201711221222.6 | 申请日： | 2017-11-29 |
| 公开（公告）号： | CN109841841B | 公开（公告）日： | 2021-08-31 |
| 发明（设计）人： | 程谟杰;赵哲 | 申请（专利权）人： | 中国科学院大连化学物理研究所 |
| 主分类号： | H01M4/86 | 分类号： | H01M4/86;H01M4/88 |
| 代理公司： | 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 | 代理人： | 马驰 |
| 地址： | 116023 辽宁省*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 高温 燃料电池 阴极 材料 及其 制备 应用 | ||
1.一种高温燃料电池阴极材料，其特征在于所述阴极材料由YSZ，LNF与LDC复合而成，其中，YSZ先制备到电解质膜上，YSZ颗粒尺寸为50-500纳米，孔隙率为20-80%；LNF和LDC颗粒尺寸为5-100纳米，LNF和LDC颗粒均匀分散在YSZ颗粒表面，LNF与LDC质量比为20:80~80:20，LNF和LDC质量总和与YSZ质量比为30:70~70:30。
2.根据权利要求1所述的阴极材料，其特征在于：YSZ颗粒尺寸为100-300纳米，孔隙率为35-55%。
3.根据权利要求1所述的阴极材料，其特征在于LNF颗粒尺寸20-50纳米，LDC颗粒尺寸为10-30纳米。
4.根据权利要求1所述的阴极材料，其特征在于LNF与LDC质量比为40:60~60:40，LNF和LDC质量总和与YSZ质量比为45:55~55:45。
5.如权利要求1所述的一种高温燃料电池阴极材料的制备方法，具体过程如下：
(A) 首先，将YSZ粉体与适量正丁醇、PVB、鱼油、造孔剂和粘结剂超声混合均匀，得到YSZ浆料，将YSZ浆料涂覆在阳极和电解质构成的二合一片的YSZ电解质膜上，在烧制温度1100~1300oC下烧结2-5h后，得到YSZ颗粒骨架；
(B) 然后，配置LNF和LDC复合前驱体溶液：按照化学计量比称取La、Ni、Fe、Ce金属离子的硝酸盐，溶于去离子水中，完全溶解后加入络合剂，调节体系pH使其澄清，前驱体溶液中金属离子的总浓度控制在0.5~2 mol/L；
(C) 最后，将步骤（B）配置LNF和LDC复合前驱体溶液浸渍到YSZ颗粒骨架中，在800oC烧结1h，重复浸渍前驱体溶液，在800oC烧结，直到LNF和LDC的质量总和与YSZ颗粒骨架质量比达到目标值，得到所述阴极材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于步骤(A)中的造孔剂为石墨和/或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），粘结剂为聚乙烯醇（PVA）或乙基纤维素中的一种，烧制温度1100-1200oC，YSZ粉体与正丁醇、PVB、鱼油、造孔剂和粘结剂的添加质量比为15：47.5：15：0.5：15：7—20：35：20：1：20：4。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于步骤(B)中所述络合剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸、尿素中的一种或两种以上，前驱体溶液中金属离子的总浓度控制在0.5-2 mol/L，通过氨水调节pH值至5-6 。
8.如权利要求 1-6任一所述的一种高温燃料电池阴极材料的应用，其特征在于：所述阴极材料适用于管型、平板型、扁管型高温燃料电池。
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