[发明专利]一种固体氧化物电解池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固体氧化物电解池及其制备方法，该固体氧化物电解池包括电解质层、二氧化碳电极和氧电极，其中，电解质层为YSZ、ScSZ的一种，二氧化碳电极为钙钛矿氧化物和掺杂氧化铈基氧化物组成的复合电极，氧电极材料为钙钛矿氧化物与掺杂氧化铈基氧化物构成的复合电极。本发明电解池具有较高电解CO2性能。

技术领域

本发明涉及能源和燃料电池技术领域，具体地涉及一种固体氧化物电解池及其制备方法。

背景技术

随着全球化石能源消费量的迅猛增长，如何有效控制温室气体排放、减缓全球变暖已成为人类社会可持续发展面临的共同难题。大规模控制CO2排放技术，CO2捕集、利用和封存技术已受到各国政府的高度重视。高效、低成本的CO2电化学转化技术在有效地推动CO2捕集和利用的同时，又可以实现可再生能源电力的储存，是一条同时缓解能源危机和环境问题的路径。

固体氧化物电解池(SOECs)是一种在中高温下以高效环保的方式将电能和热能转化成燃料中的化学能的电化学装置。它可看作是固体氧化物燃料电池(SOFC)的逆向反应装置。固体氧化物电解池为全固体结构，气体产物容易分离，避免了使用液态电解质所带来的蒸发、腐蚀和电解液流失等问题，同时具有较快的电极反应速率，无需采用Pt等贵金属电极，进而大大降低成本，被认为是目前将CO2转化为燃料的最可行、最具有前景的技术路径之一。

传统的二氧化碳电极通常为金属Ni和YSZ复合的多孔电极，但其在高温CO2电解中的应用仍然存在一些尚未解决的问题：如电极稳定性较差，需要一定浓度的还原气体防止电极的Ni氧化成NiO，高温下Ni颗粒团聚、高温挥发、易受多种杂质元素影响导致性能下降，同时还有积碳等问题。因此，开发一种固体氧化物燃料电池用于高温CO2电解是实现CO2电化学转化技术的重要方面。

发明内容

为了克服现有的固体氧化物CO2电解池的制备方法的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种高性能高温CO2电解固体氧化物电解池及其制备方法，其具有优异的高温CO2电解性能，具有较低的极化阻抗和较高的综合电化学性能。