[发明专利]氧离子传导中温固体氧化物燃料电池电解质的制备方法

摘要

本发明公开了一种氧离子传导中温固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，属于电池电解质的制备领域。本发明采用Sr(NO3)2、KNO3、正硅酸四乙酯、GeO2和柠檬酸为主要原料，经溶胶‑凝胶燃烧法制得所述电解质。本发明制得的电解质在干燥空气气氛下700℃时电导率达到0.021S/cm，具有十分有效降低燃料电池工作温度的特点，适合运用在中低温固体氧化物燃料电池电解质。

主权项

1.一种氧离子传导中温固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：所述电解质的化学式为Sr0.8K0.2Si0.5Ge0.5O2.9，其制备方法具体包括以下步骤：（一）Sr0.8K0.2Si0.5Ge0.5O2.9的制备：1）按Sr0.8K0.2Si0.5Ge0.5O2.9化学计量比称取Sr(NO3)2、KNO3、正硅酸四乙酯和GeO2，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）将正硅酸四乙酯溶于无水乙醇；3）将GeO2加入蒸馏水中，在100℃油浴条件下搅拌并冷凝回流2h；4）将Sr(NO3)2和KNO3加入蒸馏水溶解形成硝酸盐溶液，将柠檬酸加入蒸馏水溶解形成柠檬酸溶液；5）将步骤2）所得溶液缓慢倒入步骤3）所得溶液中，搅拌30min，然后缓慢滴入步骤4）所得硝酸盐溶液，再滴入柠檬酸溶液，并向溶液中逐滴加入氨水，以调节溶液pH值为7；6）将步骤5）得到的混合溶液放入磁力搅拌器中加热至70℃，然后保持在70℃下连续搅拌，并在搅拌过程中加入氨水，使溶液的pH值保持在7，直至形成凝胶；7）将凝胶移入蒸发皿中，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；8）将所得氧化物粉末加热至600±10℃保温1±0.1小时以消除残留有机物，然后在1000±10℃保温10±0.1小时，自然冷却，形成Sr0.8K0.2Si0.5Ge0.5O2.9粉末；（二）中温固体氧化物燃料电池电解质的制备：将步骤（一）所得Sr0.8K0.2Si0.5Ge0.5O2.9粉末放入模具中，在200MPa的压力下，压制成圆片，将圆片以每分钟3℃的速度加热到1050±10℃保温10±0.1小时，得到所需要的电解质圆片。