[发明专利]含有碱金属或碱土金属元素的固体氧化物燃料电池的阳极材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种含有碱金属或碱土金属元素的固体氧化物燃料电池的阳极材料，所述阳极材料包含基体和负载在基体上的占阳极材料总重量0.01%～40%的碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐、氧化物或其混合物，其中，所述基体含有选自萤石型氧化物、钙钛矿型氧化物和双钙钛矿型氧化物中的一种或多种，或者含有选自萤石型氧化物、钙钛矿型氧化物和双钙钛矿型氧化物中的一种或多种与氧化镍形成的混合物。

2.根据权利要求1所述的阳极材料，其中，所述碱金属为Li、Na、K、Rb或Cs，优选为Na或K；所述碱土金属为Be、Mg、Ca、Sr或Ba，优选为Mg、Ca、Sr或Ba；

优选地，所述碱金属的碳酸盐为Na₂CO₃或K₂CO₃，所述碱金属的乙酸盐为CH₃COOK或CH₃COONa，所述碱土金属的氧化物为BaO；

优选地，所述碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐、氧化物或其混合物占阳极材料总重量的1～10%，更优选地，占阳极材料总重量的3～10%。

3.根据权利要求1或2所述的阳极材料，其中，所述萤石型氧化物为MO₂或Ln₂O₃掺杂的MO_2-δ，其中，Ln为选自Y、La、Sc、Sm、Gd和Eu中的一种或多种原子，M为Ce和/或Zr；例如，所述萤石型氧化物为Ce_0.6Zr_0.4O₂或Ce_0.9Gd_0.1O_1.95；

所述钙钛矿型氧化物的化学式为A′B′O_3-δ，其中，A′为选自La、Y、Sc、Sr、Ca和Ba中的一种或多种原子，B′为选自Mn、Co、Cr、Fe、Ni、Cu、V、Zn、Zr、Ti、Ru、Mg、Nb、Mo、W、Ta和Ga中的一种或多种原子；

所述双钙钛矿型氧化物的化学式为A′′₂B′′B′′′O_6-δ，其中，A′′为选自Sr，Ca和Ba中的一种或多种原子，B′′和B′′′独立地为选自Mn、Co、Cr、Fe、Ni、Mg、Nb、Mo、W和Ta中的一种或多种原子；例如，所述双钙钛矿型氧化物为Sr₂CoMoO_6-δ或Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ；

其中，0≤δ≤0.5。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阳极材料，其中，所述基体还包含占阳极材料总重量1～30%的氧离子导体氧化物或质子导体氧化物；

优选地，所述氧离子导体氧化物为选自钐掺杂的氧化铈、钆掺杂的氧化铈、氧化钇稳定的氧化锆、氧化钪稳定的氧化锆、锶和镁掺杂的镓酸镧、钼酸镧以及掺杂K或Na的硅酸锶/锗酸锶中的一种或多种；更优选地，所述氧离子导体氧化物为Sm_0.2Ce_0.8O_1.9、Gd_0.2Ce_0.8O_1.9、(Sc₂O₃)_0.1(ZrO₂)_0.9、La_0.8Sr_0.2Ga_0.83Mg_0.17O_2.815、La₂MoO₉、Sr_0.8K_0.2Si_0.5Ge_0.5O_2.9或Sr_0.8Na_0.2Si_0.5Ge_0.5O_2.9；

优选地，所述质子导体氧化物为BaZr_0.1Ce_0.7Y_0.1Yb_0.1O_3-δ，其中，0≤δ≤0.5。