[发明专利]用于具有高功率和高机械强度的低成本的电解质负载型高温燃料电池的电解质

权利要求书

1.用于电解质负载型高温燃料电池的电解质，其特征在于，

该电解质包含用3.5-6.5摩尔％的氧化镱(III)掺杂的氧化锆(IV)，和

该电解质具有以下基于30℃的热膨胀系数(TEC)，在800℃时，在10.6×10^-6开^-1至11.1×10^-6开^-1范围内。

2.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述电解质层的厚度为50-150微米。

3.如权利要求1或2所述的电解质，其特征在于，在用4.6-5.5摩尔％、具体是4.8-5.2摩尔％的氧化镱(III)掺杂氧化锆(IV)的情况中，烧结之后，在热蚀刻抛光的截面的电子显微照片中，至少98％的氧化锆(IV)晶粒具有小于或等于2.0微米的可见直径。

4.如权利要求1-3中任一项所述的电解质，其特征在于，通过标准EN 1288-2的双环测量方法测定机械强度时，所述电解质层具有大于700兆帕的机械强度，

或者，

其特征在于，以尺寸为50毫米×7.7毫米×0.090毫米的电解质条的拉紧体积为基础，通过圆柱体弯曲断裂测试测定机械强度时，所述电解质层具有大于800兆帕的机械强度。

5.如权利要求1-4中任一项所述的电解质，其特征在于，所述电解质层的两种性质的比值，即电导率除以掺杂浓度，是具有以下值的参数：

(电解质在850℃时的比电导率，按西门子/米单位测量)/(用氧化镱(III)掺杂氧化锆(IV)的浓度，按摩尔％测量)＞1.0西门子/(米摩尔％)。

6.如权利要求1-5中任一项所述的电解质，该电解质作为电解质负载型燃料电池的组成，其特征在于，所述电解质负载型电池的比面积电阻≤0.4欧厘米²。

7.如权利要求1-6中任一项所述用于电解质负载型燃料电池的电解质的制造方法，其特征在于，所述电解质层首先作为片材浇铸，随后进行烧结，

其中，烧结在1400-1550℃的温度下进行，和

将该电解质层保持在烧结温度的时间为15-600分钟。

8.如权利要求7所述的电解质的制造方法，其特征在于，保持在1475-1550℃的烧结温度的时间优选为15-60分钟，或者保持在1445-1475℃的烧结温度的时间优选为60-180分钟，或者保持在1400-1445℃的烧结温度的时间优选为120-600分钟。

9.如权利要求1-6中任一项所述的电解质用于电解质负载型燃料电池的应用。

10.如权利要求9所述的燃料电池用于燃料电池栈的应用，所述燃料电池栈具有互连件，该互连件的热膨胀系数为11.5-12.5×10^-6开^-1。