[发明专利]一种固体氧化物燃料电池量子点化的电解质膜及制备方法

说明书

本发明涉及电解质膜材料领域，具体涉及固体氧化物燃料电池量子点化的电解质膜及制备方法。本发明的固体氧化物燃料电池量子点化的电解质膜，由如下方法制备得到：（1)将低软化点玻璃加热至400～450℃后加入锌氧化物、钨氧化物、钡氧化物、碲氧化物的混合物，保持400～450℃加热10～30min；（2)制备量子点CeO₂；（3)将量子点CeO₂与低软化点玻璃混合，高温研磨混合物，形成壳核结构的量子点；(4)将壳核结构的量子点通过气相沉积及激光焊接将壳核结构的量子点焊接在玻璃基膜上，得到固体氧化物燃料电池量子点化的电解质膜。电解质膜显著的使在350℃环境下表现出良好的离子电导率。

技术领域

本发明涉及电解质膜材料领域，具体涉及固体氧化物燃料电池量子点化的电解质膜及制备方法。

背景技术

固体的氧化物燃料电池具有高效率和极好的长期性能稳定性，无需催化剂，也能大幅度削减系统费用。由于采用固体氧化物作为电解质，它无电解液腐蚀等问题；燃料适应性宽，可以食用氢、CO、天然气(甲烷)、煤汽化气、碳氢化合物等作燃料。但是，由于高温固体的氧化物燃料电池工作温度超过750℃，控制困难，启动时间长等，较高的操作温度会造成电池材料的选择范围窄，电极与电解质之间发生界面反应，电池密封困难等问题。

因此降低固体燃料电池的工作温度，特别是电解质工作温度的降低，对于推广固体燃料电池在新能源汽车的应用具有与极高的实用价值。

掺杂的CeO₂ 陶瓷材料是目前温度较低的电解质材料。CeO₂基固体氧化物的工作温度是500～700℃，但温度仍然较高，因此进一步降低CeO₂基固体氧化物电解质的工作温度，对广泛推广固体燃料电池在汽车中的应用具有重要意义。

申请号为201310255812.6的中国专利申请公开了一种电解质膜，电解质膜的组分包括聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物、高氯酸锂和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。本发明提供的电解质膜，其中，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐能够很好的溶解于高氯酸锂以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物的混合体系中，并且三者之间具有良好的相互作用。本发明提供的电解质膜具有良好的安全性，良好的电化学性能，良好的热稳定性以及良好的机械性能。另外，本发明还提供一种包括该电解质膜的电池以及该电解质膜的制备方法。

申请号为200580022838.X的中国专利申请提供一种电解质膜，其可以用于固体高分子型燃料电池等电化 学装置用途，质子传导性高，在作为DMFC使用的情况下，在对甲醇的透 过的阻止性能方面优良，并且作为燃料电池运转时的耐久性优良、廉价。 该电解质膜的特征是，含有：以(a)在一个分子中具有可以聚合的碳碳 双键及磺酸基的化合物或它们的盐以及(b)以特定的结构式表示的(甲 基)丙烯酰胺衍生物作为必需构成单体的交联电解质聚合物。

申请号为200980143280.9 的中国专利申请公开了一种多嵌段共聚物、其制备方法和使用该多嵌段共聚物的电解质膜。所述多嵌段共聚物包括含有多个由化学式1表示的重复单元的疏水嵌段和含有多个由化学式2表示的重复单元的亲水嵌段。所述多嵌段共聚物被酸化，并可用于电解质膜和燃料电池。所述多嵌段共聚物用作电解质膜保证了优良的尺寸稳定性。