[发明专利]一种改性固体氧化物燃料电池电极及其原位溶剂热制备方法、固体氧化物燃料电池

权利要求书

1.一种改性固体氧化物燃料电池电极，其特征在于，包括固体氧化物燃料电池电极和复合在所述固体氧化物燃料电池电极上的修饰相纳米颗粒；

所述修饰相纳米颗粒的材料包括单金属氧化物、掺杂的金属氧化物和钙钛矿型催化材料中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池电极包括固体氧化物燃料电池的阳极和/或阴极；

所述修饰相纳米颗粒的粒径为10～300nm；

所述修饰相纳米颗粒的形状包括纳米球、纳米立方体、纳米棒和纳米片中的一种或多种；

所述复合包括原位生长。

3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述单金属氧化物包括CuO、CeO₂、Co₃O₄和Ag₂O中的一种或多种；

所述掺杂的金属氧化物包括Sm掺杂的CeO₂和/或Gd掺杂的CeO₂；

所述钙钛矿型催化材料包括La₂NiO₄、La_1-xSr_xMnO₃和La_1-xSr_xCoO₃中的一种或多种；

所述修饰相纳米颗粒与其所复合的固体氧化物燃料电池电极的质量比为(1～30)：100。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述修饰相纳米颗粒均匀分散的原位生长在所述固体氧化物燃料电池电极上；

所述复合在所述固体氧化物燃料电池电极上包括复合在固体氧化物燃料电池电极的表面和固体氧化物燃料电池电极的孔洞中；

所述修饰相纳米颗粒可以形成修饰相纳米颗粒层包覆在固体氧化物燃料电池电极的表面和固体氧化物燃料电池电极的孔洞表面。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述改性的方式包括原位溶剂热改性；

通过调控所述溶剂热反应的条件，可以调控修饰相纳米颗粒的尺寸、形貌和覆盖面积中的一种或多种；

所述固体氧化物燃料电池包括阴极的对称电池、阳极的对称电池、纽扣电池和平板结构电池中的一种或多种。

6.一种改性固体氧化物燃料电池电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将金属盐溶液和pH调节剂混合后，得到前驱反应溶液；

2)将固体氧化物燃料电池或固体氧化物燃料电池的电极置于上述步骤得到的前驱反应溶液中，并抽真空处理，得到反应体系；

3)将上述步骤得到的反应体系放入反应装置中，进行溶剂热反应后，得到改性固体氧化物燃料电池电极。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液的溶剂包括有机溶剂和水的混合溶剂或有机溶剂；

所述金属盐包括金属硝酸盐、金属醋酸盐、金属草酸盐和金属碳酸盐中一种或多种；

所述pH调节剂包括丙酸、乙酸、草酸、氨水和氢氧化钠中的一种或多种；

所述前驱反应溶液的pH值为3～12；

所述前驱反应溶液中还包括表面活性剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、乙二醇、丙三醇、辛醇、己醇、丙酮和乙醚中的一种或多种；

所述表面活性剂包括PVP、SDBS和CTAB中的一种或多种；

所述金属盐溶液的浓度为0.001～0.5mol/L；

所述表面活性剂与所述溶剂的体积比为(0.001～0.3)：1；

所述置于包括完全浸没或半浸没。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述抽真空处理的真空压力为小于等于100KPa；

所述溶剂热反应的温度为100～300℃；

所述溶剂热反应的时间为0.5～36小时；

所述反应装置包括水热反应釜。

10.一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括电极；

所述电极中包括权利要求1～5任意一项所述的改性固体氧化物燃料电池电极或权利要求6～9任意一项所述的制备方法所制备的改性固体氧化物燃料电池电极。