[发明专利]一种制备多孔Ni/磷灰石型硅酸镧金属陶瓷阳极的方法

摘要

一种制备多孔Ni/磷灰石型硅酸镧金属陶瓷阳极的方法，属于固体氧化物燃料电池技术领域。其特征是采用颗粒尺寸小于100nm的磷灰石型硅酸镧纳米粉体和NiO纳米粉体，并采用NH4HCO3造孔剂制备多孔金属陶瓷阳极。用本发明方法制备的多孔阳极，可用作磷灰石型硅酸镧电解质的支撑体，尤其可在其上制备薄膜磷灰石型硅酸镧电解质，为磷灰石型硅酸镧中温SOFCs提供支撑阳极。

主权项

一种制备多孔Ni/磷灰石型硅酸镧金属陶瓷阳极的方法，将磷灰石型硅酸镧纳米粉体、NiO纳米粉体以及NH4HCO3按一定比例均匀混合，之后将混合料压制成型、然后进行烧结，并严格控制烧结的升温和降温速率，最后将其在H2气氛中还原，制成多孔Ni/磷灰石型硅酸镧金属陶瓷阳极，其特征在于： 采用颗粒尺寸小于100nm的磷灰石型硅酸镧纳米粉体以及颗粒尺寸小于100nm的NiO纳米粉体； 采用NH4HCO3作为成孔剂； 多孔阳极中NiO纳米粉体的质量分数范围为30%‑65%，NH4HCO3成孔剂的质量分数范围为10%‑40%，其中，将磷灰石型硅酸镧纳米粉体质量与NiO纳米粉体质量总和计为100%，NH4HCO3成孔剂的质量与磷灰石型硅酸镧纳米粉体质量和NiO纳米粉体质量总和之比计为NH4HCO3成孔剂的质量分数； 将磷灰石型硅酸镧纳米粉体、NiO纳米粉体及NH4HCO3成孔剂用无水乙醇作分散剂进行球磨混合，混合时间为5小时‑10小时； 将球磨后的混合料悬浊液在55℃或55℃以下温度烘烤，烘烤后，自然冷却。烘烤后，将烘烤的混合料研磨； 阳极素坯采用200MPa‑400MPa的压力干压成型； 阳极的烧结温度为1300℃‑1500℃，烧结时间为3‑5小时； 在阳极烧结过程中缓慢升温和降温，从室温以1℃‑2℃/min加热至300℃，再以3℃/min‑5℃/min加热至烧结温度；烧结结束后，以0.5℃/min‑1℃/min降温至800℃‑900℃，并且在1100℃以上，每降100℃保温10分钟，在800℃‑900℃以下随炉冷却至室温； 阳极烧结后，在99.99%的H2气氛中，在350℃‑900℃还原1小时‑5小时，然后在H2保护下随炉冷却至室温。