[发明专利]一种低电损耗固体氧化物燃料电池的制备方法

说明书

本发明涉及一种低电损耗固体氧化物燃料电池的制备方法，属于新能源技术领域。本发明将氯化亚铁和碳酸锂粉末混合于有机溶剂中，在亚铁离子和锂离子沉淀结晶的过程中，加入硫酸铜和硝酸银，铜离子将铁离子进行同晶取代，同时银离子将锂离子进行同晶取代，取代后的铁离子和锂离子进入有机相中，使原有的晶格上由于同晶取代产生空穴，空穴的产生有利于电子的移动，增强了燃料电池的导电效果；本发明制得的电池电极由于铜离子对铁离子、银离子对镍离子产生的同晶取代，同时有机溶剂对金属离子的扩散起到推动作用，使离子移动更加简单，使固体氧化物燃料电池反应所需温度降低，增强导电性能，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种低电损耗固体氧化物燃料电池的制备方法，属于新能源技术领域。

背景技术

固体氧化物燃料电池（简称SOFC）属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池（PEMFC）一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。

固体氧化物燃料电池是一种新型发电装置，其高效率、无污染、全固态结构和对多种燃料气体的广泛适应性等，是其广泛应用的基础。固体氧化物燃料电池单体主要组成部分由电解质、阳极或燃料极、阴极或空气极和连接体或双极板组成。单体电池只能产生1V左右电压，功率有限，为了使SOFC具有实际应用可能，需要大大提高SOFC的功率。为此，可以将若干个单电池以各种方式（串联、并联、混联）组装成电池组。SOFC组的结构主要为：管状、平板型和整体型三种，其中平板型因功率密度高和制作成本低而成为SOFC的发展趋势。

固体氧化物燃料电池的工作原理与其他燃料电池相同，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和固体氧化物电解质组成，阳极为燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。

传统的固体氧化物燃料电池都具有三个主要的组成部分即阴极，阳极和夹在中间的电解质，这也正是它被称之为电池的原因之一。固体氧化物燃料电池对电极和电解质材料的选择有着严格的要求：阳极材料要有足够高的电子电导率以便于电子的输运和迁移；阴极材料要有足够高的电子电导率以便于电子的输运和迁移；电解质材料要求有足够高的离子电导率，但同时要求它的电子电导率尽量低，要在氧化和还原的气氛中稳定。目前固体氧化物燃料电池电极导电性能不佳导致燃料电池电损耗过高，反应所需温度过高。

因此，发明一种低电损耗固体氧化物燃料电池对新能源技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前固体氧化物燃料电池电极导电性能不佳导致燃料电池电损耗过高，同时针对燃料电池反应所需温度过高的缺陷，提供了一种低电损耗固体氧化物燃料电池的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种低电损耗固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，称取5～7份氯化亚铁粉末、3～4份磷酸三乙酯粉末和30～32份质量分数为10～12%的磷酸溶液置于烧杯中，在搅拌转速为600～800r/min的条件下进行磁力搅拌20～30min，制得混合液；

（2）按重量份数计，称取8～10份碳酸锂粉末、15～18份上述混合液和30～32份蒸馏水投入三口烧瓶中，以500～550r/min的转速进行磁力搅拌30～40min制得混合分散液，向三口烧瓶中加入混合分散液质量5～7%的柠檬酸和混合分散液质量8～10%的三苯甲醇晶体，以2000～2200r/min的转速进行高速搅拌，搅拌20～30min后制得反应乳液；