[发明专利]一种新型质子阻塞复合阴极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种新型质子阻塞复合阴极材料作为燃料电池阴极材料的用途，其特征在于，是作为BZCY基质子传导固体氧化物燃料电池阴极材料的用途；

所述质子阻塞复合阴极材料分子式为(1-x)PrBa_0.5Sr_0.5Cu₂O_5-δ-xCe_0.8Sm_0.2O_2-δ，其中，x=0.1～0.5；

所述新型质子阻塞复合阴极材料的合成方法具体包括如下步骤：

S1：将Pr₆O₁₁溶于适量浓酸中，制成浓酸盐溶液，搅拌的同时按金属离子化学计量比加入锶盐、钡盐和铜盐，得到含有混合金属阳离子的第一酸溶液；按照柠檬酸与金属阳离子总和摩尔比1.5：1的比例，向含有混合金属阳离子的第一酸溶液中加入柠檬酸，加入氨水调节pH至中性，在80℃水浴中加热，络合6h得到湿凝胶；将湿凝胶加热烘干，形成干凝胶，干凝胶自燃后得到初始粉体，将初始粉体在900℃下热处理6h得到PBSC粉体；

S2：将Sm₂O₃溶于适量浓酸中，制成浓酸盐溶液，搅拌的同时按金属离子化学计量比加入铈盐，得到含有混合金属阳离子的第二酸溶液；按照柠檬酸与金属阳离子总和摩尔比1.5：1的比例，向含有混合金属阳离子的第二酸溶液中加入柠檬酸，调节pH至中性，在80℃水浴中加热，络合6h得到湿凝胶；将湿凝胶加热烘干，形成干凝胶，干凝胶自燃后得到初始粉体，将初始粉体在650℃下热处理5h得到SDC粉体；

S3：将S1得到的PBSC粉体和S2得到的SDC粉体按照质量比(1-x)：x的比例研磨混匀，其中，x=0.3～0.5，加入适量含6wt%乙基纤维素的松油醇，继续研磨2~4h，得到质子阻塞复合阴极PBSC-SDC浆料。

2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述燃料电池的制备过程如下：将阳极材料与电解质进行共压，并煅烧后得到阳极支撑的具有致密电解质膜的半电池，将所述质子阻塞复合阴极材料涂到半电池的电解质膜上，经二次烧结，烧结条件为：1350℃下处理5h；然后950℃下热处理3h，得到所述燃料电池。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，S1和S2中用到的浓酸均为浓硝酸或浓盐酸。

4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述锶盐为Sr(NO₃)₂·2H₂O或SrCl₂·6H₂O，所述钡盐为Ba(NO₃)₂或BaCl₂，所述铜盐为Cu(NO₃)₂·6H₂O或CuCl₂。

5.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述铈盐为Ce(NO₃)₄·6H₂O。