專利名稱：一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種燃料電池陰極的制備方法。
技術(shù)背景固體氧化物燃料電池(SOFC)技術(shù)的發(fā)展，使SOFC有希望成為未來集 中或分散發(fā)電的新技術(shù)，在新增能源的市場中具有強(qiáng)勁的競爭力。隨著電池工 作溫度的降低，電極的催化活性會受到很大的影響，為了實(shí)現(xiàn)SOFC的中溫化， 提高電極尤其是陰極的性能成為解決問題的關(guān)鍵。在中低溫條件下，常規(guī)的微米級顆粒陰極其比表面積小，三相反應(yīng)界面長 度小，反應(yīng)活性位少，至使其催化活性低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)制備的固體氧化物燃料電池陰極在中低 溫條件下催化活性低的問題，而提供一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方 法。固體氧化物燃料電池陰極的制備方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、依照化學(xué)式 Lai.xSrxM03，按化學(xué)計(jì)量比配制La(N03)3、 Sr(N03)2和M(N03)2的混合溶液， 然后加入檸檬酸溶液攪拌均勻，檸檬酸與混合溶液中金屬離子物質(zhì)的量比為 2:1，再滴加NH3'H20至溶液的pH=6 7; 二、將溶液置于60 80°C的恒溫 水浴鍋中，攪拌至形成溶膠；三、將溶膠灌注到陽極氧化鋁模板的孔隙中，然 后置于700 90(TC的條件下煅燒1 3h，取出后再放入物質(zhì)的量濃度為6mol/L 的NaOH中浸泡10 60min，即得固體氧化物燃料電池陰極；其中步驟一化學(xué) 式LauxSrxMOs中，M為Mn、 Fe或Co， 0<x^0.5。本發(fā)明中所得固體氧化物燃料電池陰極，其納米電極結(jié)構(gòu)具有高比表面 積，與常規(guī)的微米級顆粒陰極相比，具有更大的三相反應(yīng)界面和更多的反應(yīng)活 性位，催化活性高，尤其在中低溫固體氧化物燃料電池中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式固體氧化物燃料電池陰極的制備方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、依照化學(xué)式Lai-xSrxM03，按化學(xué)計(jì)量比配制La(N03)3、 Sr(N03)2 和M(N03)2的混合溶液，然后加入檸檬酸溶液攪拌均勻，檸檬酸與混合溶液中 金屬離子物質(zhì)的量比為2 : 1，再滴加NHyH20至溶液的pI^6 7; 二、將溶 液置于60 8(TC的恒溫水浴鍋中，攪拌至形成溶膠；三、將溶膠灌注到陽極 氧化鋁模板的孔隙中，然后置于700 90(TC的條件下煅燒l 3h，取出后再放 入物質(zhì)的量濃度為6mol/L的NaOH中浸泡10 60min，即得固體氧化物燃料 電池陰極；其中步驟一化學(xué)式LakSigVI03中，M為Mn、 Fe或Co， 0<xS0.5。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中混合溶 液中溶質(zhì)的總濃度為1.5 3mol/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中混合溶 液中溶質(zhì)的總濃度為2mol/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中檸檬酸 溶液的濃度為1.5 3mol/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中檸檬酸 溶液的濃度為2mol/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中將溶液 置于7(TC的恒溫水浴鍋中，攪拌至形成溶膠。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方 式一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟三中將溶膠灌注到陽極氧化鋁模板的孔隙中，然后置于80(TC的條件下煅燒2h，取出后再 放入物質(zhì)的量濃度為6mol/L的NaOH中浸泡30min。其它步驟及參數(shù)與具體 實(shí)施方式一相同。本實(shí)施方式中溶膠灌注采用的是浸漬提拉法，即在毛細(xì)管力和重力的作用 下使溶膠灌注到陽極氧化鋁模板的孔隙中 ，放入NaOH中浸泡的目的是去除氧 化鋁模板。權(quán)利要求
1. 一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，其特征在于固體氧化物燃料電池陰極的制備方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、依照化學(xué)式La1-xSrxMO3，按化學(xué)計(jì)量比配制La(NO3)3、Sr(NO3)2和M(NO3)2的混合溶液，然后加入檸檬酸溶液攪拌均勻，檸檬酸與混合溶液中金屬離子物質(zhì)的量比為2∶1，再滴加NH3·H2O至溶液的pH＝6～7；二、將溶液置于60～80℃的恒溫水浴鍋中，攪拌至形成溶膠；三、將溶膠灌注到陽極氧化鋁模板的孔隙中，然后置于700～900℃的條件下煅燒1～3h，取出后再放入物質(zhì)的量濃度為6mol/L的NaOH中浸泡10～60min，即得固體氧化物燃料電池陰極；其中步驟一化學(xué)式La1-xSrxMO3中，M為Mn、Fe或Co，0＜x≤0.5。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，其 特征在于步驟一中混合溶液中溶質(zhì)的總濃度為1.5 3mol/L。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，其 特征在于步驟一中混合溶液中溶質(zhì)的總濃度為2mol/L。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，其 特征在于步驟一中檸檬酸溶液的濃度為1.5 3mol/L。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，其 特征在于步驟一中檸檬酸溶液的濃度為2mol/L。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，其 特征在于步驟二中將溶液置于7(TC的恒溫水浴鍋中，攪拌至形成溶膠。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，其 特征在于步驟三中將溶膠灌注到陽極氧化鋁模板的孔隙中，然后置于80(TC的 條件下煅燒2h，取出后再放入物質(zhì)的量濃度為6mol/L的NaOH中浸泡30min。
全文摘要
一種固體氧化物燃料電池陰極的制備方法，它涉及一種燃料電池陰極的制備方法。它解決了現(xiàn)有技術(shù)制備的固體氧化物燃料電池陰極在中低溫條件下催化活性低的問題。方法用La<sub>1-x</sub>Sr<sub>x</sub>(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>、M(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>和檸檬酸溶液制備溶膠，然后將溶膠灌注到陽極氧化鋁模板的孔隙中，經(jīng)高溫煅燒后，再放入NaOH中浸泡，即得固體氧化物燃料電池陰極。本發(fā)明的固體氧化物燃料電池陰極在中低溫條件下催化活性高。
文檔編號H01M4/88GK101281966SQ200810064628
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者孫克寧, 張乃慶, 娟 李, 邵延斌 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)