[发明专利]基于半导体结效应的固体氧化物燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于半导体结效应的固体氧化物燃料电池，其结构包括阴极和阳极以及位于阴极外侧的阴极集流体和位于阳极外侧的阳极集流体，其特征在于，所述的阴极是具有n型半导体特性的质子/氧离子导体材料，所述的阳极是具有p型半导体特性的质子/氧离子导体材料，在阴极和阳极的界面处，有阴极和阳极共同形成的载流子耗尽层；所述的阴极是Tb0.2Ce0.4O2-x和氧化钴按摩尔比为1:0.02构成的二元复合材料；

所述的阳极是锂电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2-y或氢分离膜陶瓷材料BaZr0.3Ce0.6Y0.1Zn0.05O3-z，其中x、y、z是非化学计量数，x、y、z均大于-1且小于1。

2.根据权利要求1所术的一种基于半导体结效应的固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述的阳极集流体是泡沫镍或泡沫铜；所述的阴极集流体是泡沫镍或泡沫铜。

3.根据权利要求1或2任一所述的一种基于半导体结效应的固体氧化物燃料电池，其特征在于，在阴极和阴极集流体之间或/和在阳极和阳极集流体之间，有修饰层，所述的修饰层是多孔结构的与对应的阴极或阳极相同的材料。

4.一种权利要求1的基于半导体结效应的固体氧化物燃料电池的制备方法，有以下步骤：

1)称取0.2gTDC+Co，再称取0.2g LNCA或者BaZr_0.3Ce_0.6Y_0.1Zn_0.05O_3-z；

2)准备两块直径12.8毫米厚度1mm的泡沫镍或泡沫铜圆片；

3)按泡沫镍或泡沫铜圆片、TDC+Co、LNCA或者BaZr_0.3Ce_0.6Y_0.1Zn_0.05O_3-z、泡沫镍或泡沫铜圆片的顺序把它们依次填放到直径13mm的不锈钢模具中，保证样品铺撒均匀；

4)在200-300MPa的压强下干压成型，得到一个成品燃料电池；

所述的TDC+Co是Tb_0.2Ce_0.4O_2-x和氧化钴按摩尔比为1:0.02构成的二元复合材料，所述的LNCA是锂电池正极材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O_2-y。