[发明专利]一种抗积碳金属支撑固体氧化物燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种抗积碳金属支撑固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括依次紧密结合的多孔催化重整层、多孔金属支撑层、多孔阳极功能层、致密电解质层和多孔阴极层，其中，

所述多孔催化重整层包括Ni-M合金及储氧-吸水氧化物；

所述多孔金属支撑层包括Ni-M合金和MgO；

所述多孔阳极功能层包括Ni-M合金及萤石结构氧化物或者Ni-M合金及离子导电型钙钛矿结构氧化物；

其中所述M元素为Fe、Co、Cu、Sn中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种抗积碳金属支撑固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述储氧-吸水氧化物为碱土或稀土掺杂的CeO₂基、BaCeO₃基、BaZrO₃基、La₂Ce₂O₇基氧化物中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗积碳金属支撑固体氧化物燃料电池，其特征在于，

所述MgO的质量为所述多孔金属支撑层质量的0.05-0.1％；

所述多孔催化重整层的厚度为20μm-40μm，孔隙率为40％-60％；

所述多孔金属支撑层的厚度为500μm-1000μm，孔隙率为40％-60％；

所述多孔阳极功能层的厚度为10μm-20μm，孔隙率为40％-60％；

所述致密电解质层的厚度为10μm-20μm；

所述多孔阴极层的厚度为5μm-20μm，孔隙率为40％-60％。

4.一种抗积碳金属支撑固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1无水乙醇与二甲苯混合均匀 ,加入分散剂作为溶剂，将第一前驱体、造孔剂形成的混合粉体加入所述溶剂后球磨，依次加入增塑剂、第一粘结剂和除泡剂再球磨，形成流延浆料，经除泡后流延成型，干燥后得到支撑体素坯层；

S2将第二前驱体和萤石结构氧化物或者第二前驱体和离子导电型钙钛矿结构氧化物混合均匀，加入第二粘结剂，研磨后得到阳极功能层的浆料，将所述阳极功能层的浆料印刷到所述支撑体素坯上制成阳极功能层厚膜素坯层；

S3将电解质氧化物粉体加入第二粘结剂，研磨后得到电解质层的浆料，将所述电解质层的浆料印刷在阳极功能层厚膜素坯层之上制成电解质层厚膜素坯层；

S4将上述制成的依次紧密接触支撑体素坯层、阳极功能层厚膜素坯层和电解质层厚膜素坯层在空气气氛中脱脂、烧结，然后冷却到室温，得到金属氧化物支撑的半电池；

S5将电子导电型钙钛矿结构氧化物和电解质粉体混合，加入第二粘结剂，研磨后得到阴极功能层的浆料，将所述阴极功能层的浆料印刷到所述半电池的电解质层一侧，干燥后烧结，冷却到室温，即可得到金属氧化物支撑的单电池；

S6将第三前驱体和储氧-吸水氧化物粉体与第二种粘结剂混合均匀，研磨后得到催化重整层的浆料，将所述催化重整层的浆料印刷到所述单电池的支撑体层一侧制成催化重整层。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体为NiO、MgO和MO_x，所述第二前驱体为NiO和MO_x，所述第三前驱体为NiO和MO_x，其中，所述M元素为Fe、Co、Cu、Sn中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛；

所述MgO粉体的质量为所述第一前驱体质量的0.05％-0.1％。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二粘结剂为乙基纤维素的松油醇溶液，其中，所述乙基纤维素的质量分数为3.5％-4.5％，

所述阳极功能层的浆料中，所述第二粘结剂的含量为30wt.％-40wt.％，

所述萤石或离子导电型钙钛矿结构氧化物与第二前驱体的质量比为3:7-4:6。