[发明专利]一种高性能直接煤燃料电池及制备方法

权利要求书

1.一种高性能直接煤燃料电池，其特征在于：包括阴极、电解质和阳极，所述阳极连接阳极室，所述阳极室设置填充碳和碳酸盐的泡沫金属。

2.一种高性能直接煤燃料电池，其特征在于：所述燃料电池的结构为：阳极室/LLSFN-SDC/SDC/YSZ/SDC/SSNC，LLSFN-SDC作为阳极，SSNC作为阴极，所述阳极室设置填充碳和碳酸盐的泡沫金属。

3.一种高性能直接煤燃料电池，其特征在于：包括阴极、电解质和阳极，所述阳极连接泡沫金属，所述泡沫金属封装于陶瓷管的一端作为阳极室，陶瓷管内填充碳和碳酸盐的混合物。

4.如权利要求1-3任一项所述的高性能直接煤燃料电池，其特征在于：所述泡沫金属经过铜改性，泡沫金属为泡沫镍；作为优选，所述泡沫镍通过电沉积得到铜改性的泡沫镍。

5.如权利要求1-3任一项所述的高性能直接煤燃料电池，其特征在于：所述阴极设置网状银丝。

6.如权利要求1-3任一项所述的高性能直接煤燃料电池，其特征在于：还包括连通阳极室的通气管，以向阳极室通入氮气。

7.如权利要求1-3任一项所述的高性能直接煤燃料电池，其特征在于：所述碳为无烟煤或沥青煤焦，碳通过酸进行脱灰处理。

8.如权利要求1-3任一项所述的高性能直接煤燃料电池，其特征在于：所述碳和碳酸盐的质量比为7.5:2.5～6.5:3.5，碳酸盐包括碳酸锂和碳酸钾。

9.如权利要求2任一项所述的高性能直接煤燃料电池，其特征在于：所述LLSFN-SDC中LLSFN_x的制备方法为：将钙钛矿氧化物的硝酸盐前驱体溶解在水中，然后在溶液中加入柠檬酸和EDTA，并用氨水调节PH值，同时添加过量的硝酸锂，搅拌至溶液转化为溶胶-凝胶后，在160-200℃下烘干4-6小时得到黑色前驱体，黑色前驱体在500-600℃下空气中煅烧3.5-4.5h，将剩余的固体磨碎压成片状，在900-1100℃下空气中烧结4-6h，形成LLSFN_x粉体。

10.一种高性能直接煤燃料电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a：将YSZ粉体压制成型，并经过高温煅烧得到YSZ电解质；

步骤b：在YSZ电解质的两侧喷涂SDC电解质进行烧结，在YSZ电解质两侧形成SDC电解质层；

步骤c：将LLSFN_x与SDC的混合物分散在溶剂中形成悬浮液，喷涂在一侧的SDC电解质层上，得到LLSFN-SDC阳极；

步骤d：在另一侧的SDC电解质层上喷涂SSNC阴极浆料，煅烧成型，得到SSNC阴极；

步骤e：采用电沉积法制备镀铜泡沫镍，随后在H₂气氛中升温还原，得到铜改性的泡沫镍；

步骤f：将铜改性的泡沫镍粘在LLSFN-SDC阳极上；

步骤g：将碳和碳酸盐的混合物填充到泡沫镍中。