[发明专利]一种Ni-Cu包覆电解质材料的制备方法

摘要

一种Ni-Cu包覆电解质材料的制备方法，属于固体氧化物燃料电池阳极材料技术领域。本发明提出一种用活性碳纤维为模板，使用化学方法包覆电解质材料，经过浸渍-烘干-煅烧等途径，用多元醇还原法与硬模板法制备Ni、Cu包覆YSZ的阳极材料的方法。本技术方案增大了催化金属与电解质的接触面积，有利于形成独立导电网络，进而提高燃料电池抗积炭性能，制备过程简单易行。

主权项

一种Ni‑Cu包覆电解质材料的制备方法：包括使用活性碳纤维为硬模板制备管状电解质材料和金属包覆电解质材料两个过程，其特征在于：使用活性碳纤维为硬模板制备管状电解质材料的方法如下：按1:10‑3:50的摩尔比率，称取Y2O3及Zr(NO3)4·5H2O分别放入烧杯A和B中，往A烧杯中加入过量HNO3，反应生成Y(NO3)3；将A烧杯中的液体倒入B烧杯，以Zr(NO3)4的为基准，加入去离子水配置饱和溶液；将一定量活性炭纤维放入烘箱，在100‑130℃下干燥1‑2小时，以脱去活性碳吸附的水分和气体；以1g活性炭纤维/5‑10ml溶液的比例用称取相应量的活性炭纤维加入至饱和溶液中，用玻璃棒不断搅拌，持续30‑60分钟；将搅拌后浸渍溶液的活性炭纤维放入烘箱，在100‑130℃下干燥4‑6小时；之后将烘干的活性炭纤维放入马弗炉中，在有氧的状态下，煅烧至1200‑1400℃下保温2‑4小时，降至室温得到部分管状Y2O3稳定的ZrO2电解质粉末；金属包覆电解质材料的方法如下：按3:1‑5:1的摩尔比例，称取C4H6CuO4·H2O和Ni(CH3COO)2·4H2O放入烧杯，往烧杯中倒入乙二醇，得到深绿色液体，溶液金属离子浓度0.05M，加入聚乙烯醇作为分散剂以及Y2O3稳定的ZrO2电解质粉末，混合的Y2O3稳定的ZrO2电解质与溶液金属离子浓度之比是8:2‑6:4；将混合物倒入三口烧瓶中，并连接冷凝器、搅拌器和温度计，将烧瓶放入加热套中，搅拌加热，温度至180‑200℃下反应2‑3小时，然后自然冷却至室温，过滤出Ni、Cu与Y2O3稳定的ZrO2电解质混合物的黑色粉末；将Ni、Cu与Y2O3稳定的ZrO2电解质混合物的黑色粉末用丙酮和无水乙醇反复清洗3‑4次，烘干后，得到Ni‑Cu包覆的Y2O3稳定的ZrO2电解质材料。