[发明专利]一种高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极，其特征在于：是由CeO_2-δ纳米颗粒负载在直接氨固体氧化物燃料电池的Ni-YSZ阳极上；所述直接氨固体氧化物燃料电池是以氨为燃料；所述Ni-YSZ阳极具有指状通孔结构，主要由NiO和YSZ组成；YSZ为8mol％Y₂O₃稳定ZrO₂；

CeO_2-δ中δ表示氧空位含量。

2.根据权利要求1所述具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将NiO、YSZ、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜和1-甲基-2-烯吡咯烷酮进行球磨，获得NiO-YSZ阳极浆料；将石墨、1-甲基-2-烯吡咯烷酮、聚醚砜、聚乙烯吡咯烷酮进行球磨，得到石墨浆料；

S2：将石墨浆料流延在基底上，获得石墨层；然后将NiO-YSZ阳极浆料流延在石墨层上，获得石墨/阳极层；将石墨/阳极层置于水中浸泡，完成相转换过程；

S3：将完成相转换过程的石墨/阳极层取出晾干，于900～1000℃煅烧，同时去除表面附着的石墨层，获得指状通孔结构的Ni-YSZ阳极；

S4：将指状通孔结构的Ni-YSZ阳极制备成直接氨固体氧化物燃料电池的结构；

S5：将催化剂溶液滴涂在指状通孔结构的Ni-YSZ阳极未被覆盖的一面，烘干，再次滴涂，烘干，如此重复，煅烧，还原，获得具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极。

3.根据权利要求2所述具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于：步骤S5中所述催化剂溶液为硝酸铈的水溶液；硝酸铈为含结晶水或不含结晶水的硝酸铈；所述催化剂溶液的浓度为0.05～0.2mol/L；

步骤S5中，阳极上催化剂CeO_2-δ的负载量为1.67～3.35mg cm^-2；

步骤S5中所述煅烧的条件为800℃煅烧1～2小时。

4.根据权利要求2所述具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于：步骤S1的阳极浆料中，聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜和1-甲基-2-烯吡咯烷酮的质量比为(0.1～0.3)：1：(4～7)；NiO与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为(10～30)：(1～3)；NiO和YSZ的质量比为5.5-6.5:3.5-4.5；

步骤S1的石墨浆料中，石墨、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜和1-甲基-2-烯吡咯烷酮的质量比为(10～40)：(0.1～0.3)：1：(5～17)；

步骤S2中石墨层的厚度为0.2～0.3毫米；所述阳极层的厚度为0.6～0.7毫米；所述浸泡的时间8～12h；

步骤S3中所述煅烧的条件为900～1000℃煅烧1.5～2.5小时；

步骤S5中烘干的温度65～75℃；在直径为14～16毫米的圆形阳极上，催化剂溶液滴涂一次的量为8～15μl，滴涂的总量为100～200μl；

步骤S5中所述煅烧的条件为800℃煅烧1～2小时；

所述还原为通入氢气还原。

5.根据权利要求1所述具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极的应用，其特征在于：所述具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池阳极用于制备具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池。

6.一种具有高活性、耐久型直接氨固体氧化物燃料电池，其特征在于：依次层叠包括阳极、功能层、电解质层、阻挡层和阴极；

所述阳极为CeO_2-δ纳米颗粒负载在指状通孔结构的Ni-YSZ阳极上所形成的阳极，即权利要求1所定义的阳极。