[发明专利]一种中温固体氧化物燃料电池电解质及其制备方法

摘要

本发明属于固体电解质的制备领域，具体涉及一种中温固体氧化物燃料电池电解质及其制备方法。本发明采用硝酸盐凝胶燃烧法制备一种中温固体氧化物燃料电池电解质，电解质为Ce_0.85La_0.11In_0.04O_2‑δ‑Bi_1.5Er_0.5O₃复合电解质，其中0＜δ≤0.075。其相对致密度达到97%以上；该电解质在空气气氛下700℃时离子电导率达到1.71×10^‑2S/cm。

主权项

1.一种中温固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：所述电解质为Ce_0.85La_0.11In_0.04O_2‑δ‑Bi_1.5Er_0.5O₃复合电解质，其中0＜δ≤0.075；具体制备步骤为：一、Ce_0.85La_0.11In_0.04O_2‑δ制备： 1）按照化学计量比准确称量原料Ce(NO₃)₃·6H₂O、La(NO₃)₃·nH₂O、In(NO₃)₃·4.5H₂O，并按金属阳离子与柠檬酸的摩尔比为1:1.5称取柠檬酸；2）Ce(NO₃)₃·6H₂O、La(NO₃)₃·nH₂O、In(NO₃)₃·4.5H₂O和柠檬酸分别用去离子水溶解，混合以上溶液并搅拌均匀； 3）向步骤（2）混合液中滴加氨水调节pH值为7； 4）将步骤3）得到混合溶液放入搅拌器中加热至45℃，在45℃下连续搅拌，并在搅拌过程中通过加氨水，使溶液的pH值保持在7，直至形成凝胶； 5）将凝胶移入蒸发皿放在电炉上加热，直至发生自蔓延燃烧形成蓬松的氧化物粉末；6）将步骤（5）获得的粉末在600℃±10℃煅烧30±5分钟去有机物，然后在800℃±10℃煅烧3±0.1小时，形成Ce_0.85La_0.11In_0.04O_2‑δ粉末；二、Bi_1.5Er_0.5O₃的制备方法为：1） 按化学计量比称量原料Bi₂O₃和Er₂O₃；2） 将Bi₂O₃和Er₂O₃混合球磨24h； 3) 将球磨后的混合物在800℃±10℃下煅烧24±0.1小时，得到Bi_1.5Er_0.5O₃粉末；三、按 Ce_0.85La_0.11In_0.04O_2‑δ和Bi_1.5Er_0.5O₃按质量比98:2称取两种粉末，球磨3h让其均匀混合，制备出Ce_0.85La_0.11In_0.04O_2‑δ‑Bi_1.5Er_0.5O₃粉末；四、将制成的Ce_0.85La_0.11In_0.04O_2‑δ‑Bi_1.5Er_0.5O₃粉末放入模具中，在300MPa的压力下，制成圆片，将圆片以每分钟3℃的加热速度加热到1300℃±10℃保温4±0.1小时，得到所需要的电解质圆片。