[发明专利]固体氧化物燃料电池阳极材料的制备方法

说明书

本发明提供一种固体氧化物燃料电池阳极材料的制备方法，包括以下步骤：1)按照La_0.75Sr_0.25Mn_0.5‑xCr_0.5‑yZn_x+yO_3‑δ的化学剂量比将三价La离子前体、二价Sr离子前体、二价Mn离子前体、三价Cr离子前体和二价Zn离子前体加入到水中，加入络合剂，混合均匀，在60～80℃下搅拌至形成凝胶；2)将步骤1)制得的凝胶干燥后在惰性气氛中700～900℃烧结2～3小时，然后空气气氛中1000～1100℃烧结2～3小时。本发明的制备方法简单易行，制得的阳极材料导电性能好，与YSZ相容性好，适于固体氧化物燃料电池实际应用。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池阳极材料的制备方法。

背景技术

燃料电池是一种把化学能直接转换成电能的装置。由于燃料电池具有能量转换效率高、清洁无污染的优势，被视为具有巨大潜力的现代能源技术。根据运行温度和电解质种类的不同，燃料电池分为五类：质子交换膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、融熔碳酸盐燃料电池(MCFC)和磷酸燃料电池(PAFC)。其中，固体氧化物燃料电池(SOFC)具有功率密度大、能量转化效率高、无须使用贵金属、适用燃料范围广等优点，具有广阔的应用前景。

目前广泛使用的固体氧化物燃料电池阳极材料存在一些固有缺陷，如使用天然气和煤气等碳氢燃料时易出现碳沉积和硫中毒等现象，且高温长时间工作阳极材料颗粒易发生团聚，从而使阳极三相界面缩小，极化阻抗增大，导致阳极性能严重下降。

溶胶-凝胶法(即Sol-gel法)是以金属醇盐为原料，通过精确控制反应条件使溶液形成均匀的溶胶，然后由于水分蒸发而形成凝胶，再经热处理得到超细粉体。然后将粉体经过烧结、处理得到阳极材料。该方法具有反应温度低，合成过程易于控制，所得粉料具有粒度细、活性高、均匀性好等优点。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种导电性能好、结构稳定的固体氧化物燃料电池阳极材料的制备方法。

技术方案：本发明提供一种固体氧化物燃料电池阳极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照La_0.75Sr_0.25Mn_0.5-xCr_0.5-yZn_x+yO_3-δ的化学剂量比将三价La离子前体、二价Sr离子前体、二价Mn离子前体、三价Cr离子前体和二价Zn离子前体加入到水中，加入络合剂，混合均匀，在60～80℃下搅拌至形成凝胶；其中，x取值范围为0～0.25，y取值范围为0～0.3，δ取值范围为0～0.25；

2)将步骤1)制得的凝胶干燥后在惰性气氛中700～900℃烧结2～3小时，然后空气气氛中1000～1100℃烧结2～3小时，得到固体氧化物燃料电池阳极材料La_0.75Sr_0.25Mn_0.5-xCr_0.5-yZn_x+yO_3-δ。

化学剂量比是指n(La):n(Sr):n(Mn):n(Cr):n(Zn)＝0.75:0.25:0.5-x:0.5-y:x+y:3-δ；优选地，x＝0.1，y＝0.15，δ＝0.45；或x＝0.15，y＝0.15，δ＝0.45；或x＝0.2，y＝0.05，δ＝0.4。