[发明专利]一种LST-SDC-NCAL复合材料和应用、单层燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种单层燃料电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将LST-SDC-NCAL复合材料和松油醇混合，得到浆料；

将所述浆料单面涂覆在泡沫镍表面，干燥后得到负载有LST-SDC-NCAL复合材料的泡沫镍；

将所述负载有LST-SDC-NCAL复合材料的泡沫镍、LST-SDC-NCAL复合材料和负载有LST-SDC-NCAL复合材料的泡沫镍依次层叠、压制，得到所述单层燃料电池；

所述LST-SDC-NCAL复合材料，包括均匀混合的LST组分、SDC组分和NCAL组分；所述LST组分、SDC组分和NCAL组分的质量比为（1~5）：（3~5）：（1~5）；

所述LST组分的化学组成为La_0.25Sr_0.75Ti₁O_3-δ，所述SDC组分的化学组成为Ce_0.8Sm_0.2O_2-x，所述NCAL组分的化学组成为Ni_0.8Co_0.15Al_0.05LiO_2-y，δ、x和y为使化合物保持电中性的值；

所述LST组分的颗粒尺寸为20~300nm，所述SDC组分的颗粒尺寸为50~200nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述LST组分由包括以下步骤的方法制备得到：

将氧化镧、碳酸锶和硝酸混合，得到第一混合物；

将异丙醇钛的乙二醇溶液和柠檬酸混合，得到第二混合物；

将所述第一混合物和第二混合物混合后，依次进行第一加热保温、升温后第二加热保温、研磨和烧结，得到所述LST组分。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述异丙醇钛的乙二醇溶液中异丙醇钛和乙二醇的体积比为1：（2~8）；异丙醇钛的乙二醇溶液以钛离子计，所述异丙醇钛的乙二醇溶液和柠檬酸的摩尔比为1：（1~6）。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合物和第二混合物混合的时间为8~20h；

所述第一加热保温的温度为50~90℃，时间以得到凝胶为准；

所述第二加热保温的温度为400~600℃，时间为1.5~4h；

所述烧结的温度为1100~1300℃，时间为4~7h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SDC组分由包括以下步骤的方法制备得到：

将硝酸铈、硝酸钐和水混合，得到铈-钐混合溶液；

将碳酸钠溶液加入所述铈-钐混合溶液中，搅拌后静置，得到固液混合物；

将所述固液混合物进行固液分离，得到的固体依次进行洗涤、干燥和煅烧，得到所述SDC组分。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述铈-钐混合溶液中总金属离子的浓度为0.5~2mol/L；所述碳酸钠溶液的浓度为0.5~2mol/L；

所述铈-钐混合溶液中总金属离子和碳酸钠溶液中的碳酸根的摩尔比为1：（1.2~2.5）。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为1~5h；所述静置的时间为6~20h；所述洗涤后产物的pH值为7~8；

所述干燥的温度为100~150℃，时间为6~20h；

所述煅烧的温度为750~900℃，时间为3~6h。

8.一种单层燃料电池，包括阳极、固体电解质和阴极，其特征在于，所述阴极和阳极独立为负载有LST-SDC-NCAL复合材料的泡沫镍，所述固体电解质为LST-SDC-NCAL复合材料；所述LST-SDC-NCAL复合材料为权利要求1~7任一项所述制备方法中的LST-SDC-NCAL复合材料。