[发明专利]一种钙钛矿型固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法在审
| 申请号： | 201810446689.9 | 申请日： | 2018-05-10 |
| 公开（公告）号： | CN108649238A | 公开（公告）日： | 2018-10-12 |
| 发明（设计）人： | 周青军;毛佳伦;彭舒廷;张超;崔景豪;邵润泽 | 申请（专利权）人： | 中国民航大学 |
| 主分类号： | H01M4/90 | 分类号： | H01M4/90 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 300300 天*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 阴极材料 固体氧化物燃料电池 制备 中低温固体氧化物燃料电池 电化学催化活性 低热膨胀系数 电化学性能 电解质材料 热膨胀系数 改善材料 钙钛矿型 离子取代 钙钛矿 缺位 无钴 匹配 开发 | ||
本发明公开了一种钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法，其分子式为：(Pr0.9La0.1)2‑xNi0.74Cu0.21Al0.05O4+δ(0≤x≤0.15)。本发明的目的是开发新型无钴基低热膨胀系数的阴极材料。通过在A位(Pr，La)缺位与B位(Ni)用Cu和Al离子取代来改善材料的电化学性能。本发明获得了一类性能优良的新型阴极材料：热膨胀系数与常用电解质材料相匹配，这类材料具备良好的稳定性和优异的电化学催化活性，适用于中低温固体氧化物燃料电池的工作环境。
技术领域
本发明涉及到固体氧化物燃料电池的技术领域，具体涉及到钙钛矿型固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备和应用。
背景技术
随着经济和社会的高速发展，化石能源造成的生态环境恶化对人类社会的可持续发展提出挑战，开发新型清洁能源刻不容缓。固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuelcells，SOFCs)是一种清洁高效的能源系统，被称为21世纪的绿色能源。近年来，国内外都在研究中低温下的SOFC技术，电池材料在SOFC发展过程中起到十分关键的作用。研究表明，阴极材料是SOFC的关键组件，其上的欧姆损失在整个电池的欧姆损失中占有相当大的比重，因此开发优良性能的阴极材料对SOFC发展有重要意义。
本发明通过对(Pr0.9La0.1)2-xNi0.74Cu0.21Al0.05O4+δ(0≤x≤0.15)材料(简写为PLNCA)进行研究，通过在A位(Pr，La)缺位与B位(Ni)用Cu和Al离子取代来改善材料的电化学性能，提高材料高温稳定性。本发明提供了一种获得优良钙钛矿阴极材料的方法，获得了一类性能优良的新型阴极材料，为开发相关结构阴极材料提供研究思路。
发明内容
本发明按照比例将A位Pr和La进行缺位，同时将B位Ni离子用部分Cu和Al离子取代，获得一种导电性能优良且电化学催化活性高的SOFC阴极材料。
本发明是用溶胶凝胶法制备出钙钛矿SOFC阴极材料。
本发明的具体技术方案为：一种钙钛矿SOFC阴极材料，其组成通式为(Pr0.9La0.1)2-xNi0.74Cu0.21Al0.05O4+δ(0≤x≤0.15)性能最佳的材料化学式为(Pr0.9La0.1)2Ni0.74Cu0.21Al0.05O4+δ.
本发明的钙钛矿阴极材料采用溶胶凝胶法制备，步骤如下：
步骤一、称量：按照上述材料的化学计量比，分别称取Pr6O11，Ni(NO3)2·3H2O，Cu(NO3)2·3H2O，Al(NO3)3·9H2O和La2O3，按照金属离子∶EDTA∶柠檬酸＝1∶1∶2，称取EDTA和柠檬酸；
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