[发明专利]一种硫－氧固体氧化物燃料电池阳极基膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型燃料电池及化工生产节能技术领域，具体涉及硫-氧固体氧化物燃料电池阳极基膜的制备。

背景技术

化学工业是高耗能产业，如何采用先进技术降低化工生产的能耗是我国化工研究的核心问题之一。

硫酸是一种用途极为广泛的化工产品，现有的硫酸生产工艺中一直存在着大量化学能转化为热能而被浪费的问题，如何回收这些能量是硫酸生产工艺改革的方向之一。

H₂S和O₂反应生成SO₃的反应为：

H₂S_(g)+2O_2(g)＝SO_3(g)+H₂O_(g)  Δ_rG_m^θ(298K)＝-566.6kJ/mol  E^θ(298K)＝0.733V

S和O₂反应生成SO₃的反应为：

S_(g)+3/2O_2(g)＝SO_3(g)  Δ_rG_m^θ(298K)＝-609.3kJ/mol  E⁰(298K)＝1.052V

SO₂和O₂反应生成SO₃的反应为：

SO_2(g)+1/2O_2(g)＝SO_3(g)  Δ_rG_m⁰(298K)＝-70.9kJ/mol  E^θ(298K)＝0.368V

上述反应如在电池装置中进行，化学能可转换为电能2专利(CN1805195A)提出了以硫磺为原料，用固体氧化物燃料电池为硫酸合成器的方法，实现硫酸生产、化学发电和环境保护三位一体的结合，预计每年可发电300亿度。专利(CN1812184A)提出了以二氧化硫为原料，采用质子交换膜燃料电池为硫酸合成器，使硫酸工业化生产和化学发电结合起来，预计每年可发电200亿度。

发明内容

本发明提供一种硫-氧固体氧化物燃料电池阳极基膜的制备方法，该阳极基膜为以NiO和YSZ(ZrO₂掺杂8％Y₂O₃)复合的多孔陶瓷材料，其中NiO的重量占50-90％。该阳极基膜制备步骤为：按照成品需要称取50nm-10um的NiO粉和100nm-10um的YSZ(ZrO₂掺杂8％Y₂O₃)粉做原料，加入3％的聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂，10％的乙基纤维素为增孔剂，经球磨10h搅拌均匀后，50℃烘干，将制得的粉体均匀分散在松油醇中为阳极基膜浆料，将该浆料涂敷在固体电解质片基上，经1400℃焙烧后制得阳极基膜。

硫-氧固体氧化物燃料电池阴极基膜制备步骤为：按照Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O₃化学计量比称取BaO、Sr₂O、Co₃O₄、Fe₂O₃研磨，压片，经1400℃焙烧后再研磨成粉，取360目筛下粉加入3％的聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂，10％的乙基纤维素为增孔剂，经球磨10h搅拌均匀后，50℃烘干，将制得的粉体均匀分散在松油醇中为阴极基膜浆料。