[发明专利]一种金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体的制备方法

说明书

本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，尤其涉及一种金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体的制备方法。该方法将含有Ni的氧化物的填充物浆料均匀地填充至金属薄片的孔洞内，对该金属薄片进行干燥、排胶，得到金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体。填充物浆料的制备方法为：称取填充物粉末颗粒、表面活性剂及松油醇，三者混合后与氧化锆球磨珠一同球磨后得到混合浆料；加入增塑剂继续球磨，即可得到填充物浆料。本发明制备的金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体具有微米孔洞结构，具有足够的孔隙率保持气体流通，具有更大的有效燃料气体催化面积，该方法适用于工业生产中各种孔径金属薄片，还可利用丝印方式制备金属支撑型固体氧化物燃料电池。

技术领域

本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，尤其涉及一种金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体的制备方法。

背景技术

面对石油、煤炭等传统石化能源藏量的下降以及可能由此带来的温室效应气体排放，发展新能源与提高能源利用效率已经成为当今世界的历史潮流和必然选择。燃料电池是一种等温进行、直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效地(50％～70％)、无污染地转化为电能的发电装置，其发电效率不受卡诺循环限制，更为高效、安静、清洁、安全。金属支撑型固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)，由于它易于封装，成本低且具有优异的低温性能和稳定性，目前是世界上最受瞩目的第三代固体氧化物燃料电池(SOFC)。然而目前国际上大部分的金属支撑体都是用粉末冶金的方法制得，虽然在一定程度上保证了金属支撑体的孔隙率与机械强度，但面对多气氛烧结过程中的氧化还原反应时，表现出了特别低的抵抗性，使得MS-SOFC的制备过程复杂异常，制约了SOFC的商业化；而直接使用激光或数控加工等方式对工业金属薄板进行打孔制备多孔金属支撑体，能满足支撑体机械强度要求的同时也降低了成本，有利于MS-SOFC的工业化发展。专利号为CN105518921A的专利(赛瑞斯知识产权有限公司，金属支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法)公开了一种在激光打孔制备的不锈钢薄片上制备金属支撑型固体氧化物燃料电池的方法，证明了直接使用工业金属薄板作为金属支撑体的可能性，同时制备的电池低温性能良好且能够保持优异的循环性能，但该支撑体气体通道处孔径小，激光打孔要求高，且孔隙率仍有待提高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体的制备方法，该方法利用填充法对工业生产的具有大孔径孔洞的金属薄片进行结构改善，得到一种具有多孔结构的金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体的制备方法，本制备方法包括以下步骤：

S0：制备含有Ni的氧化物的填充物浆料，称取20g氧化镍粉末颗粒，0.5g三乙醇胺，27g松油醇置于球磨罐中，加入100g氧化锆球磨珠球磨得到混合浆料，称取2.5g乙基纤维素加入混合浆料中，继续球磨得到氧化镍浆料；

S1：将工业生产的大孔径金属薄片水平置于容器中，将氧化镍浆料挤压至金属薄片表面，通过振荡让氧化镍浆料均匀地布满整个容器后，将容器置于超声清洗器中超声振动30min，使氧化镍浆料填充至金属薄片孔洞中；

S2：将容器放入对流式鼓风干燥机中120℃烘干6h后，去除与金属薄片不相容的脱落物，得到氧化镍支撑体；

S3：将干燥后的氧化镍支撑体在空气气氛中240℃排胶4h，升温速度为0.5℃/min，降温速度为1℃/min，得到金属支撑型固体氧化物燃料电池支撑体；

或者在步骤S0中，称取40g氧化镍粉末颗粒，3g三乙醇胺，54g松油醇置于球磨罐中，加入200g氧化锆球磨珠球磨得到混合浆料，称取3g乙基纤维素加入混合浆料中，继续球磨得到氧化镍浆料；