[发明专利]一种有序化固体氧化物膜电极的制备方法

摘要

本发明属于电极制备方法技术领域，特别涉及一种有序化固体氧化物膜电极的制备方法。本发明中催化剂的支撑体阵列固体氧化物棒可通过模板法制取，并与致密固体氧化物电解质膜烧结融为一体。高度有序的阵列固体氧化物棒定义了有序化固体氧化物膜电极中的电极空隙率和催化剂表面大小，从而达到有序电极的可控制备。阳极催化剂与阴极催化剂分别通过在阵列固体氧化物棒上制备而成，催化剂以纳米或微米颗粒状态结合在固体氧化物棒表面上形成催化层，催化剂粒子之间相互贯通，并与集流体相连，催化剂颗粒高度分散，具有较高的比表面积和催化活性，可以极大地增加SOFC与SOEC的三相反应界面，降低电极的极化电阻，提高燃料的反应速率和原料气还原转化率。

主权项

一种有序化固体氧化物膜电极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）提供一多孔模板；（2）在步骤（1）中所述多孔模板的孔洞内形成具有离子导电性的固体氧化物棒；（3）提供一固体氧化物电解质膜，并将所述固体氧化物电解质膜的两侧分别与一个经过步骤（2）处理得到的孔洞内含有离子导电性固体氧化物棒的多孔模板相连，得到一层叠结构，预烧结所述层叠结构；（4）去除经过步骤（3）预烧结处理的所述层叠结构中的多孔模板，仅留下所述固体氧化物棒，所述固体氧化物棒的一端与所述固体氧化物电解质膜相连以使所述固体氧化物棒与所述固体氧化物电解质膜离子导通，获得有序化固体氧化物膜电极素坯，并经过在空气中高温烧结，增强所述有序化固体氧化物膜电极素坯的结构强度；（5）在经过步骤（4）处理的所述有序化固体氧化物膜电极素坯一侧的所述固体氧化物棒表面上制备多个阳极催化剂颗粒，并进行烧结；（6）在经过步骤（5）处理的所述固体氧化物膜电极素坯与其上阳极催化剂相对的另一侧所述固体氧化物棒的表面上制备多个阴极催化剂颗粒，并进行烧结，得到有序化固体氧化物膜电极；所述阳极催化剂颗粒和所述阴极催化剂颗粒分别均匀地附着在其对应的所述固体氧化物棒的表面，并且相邻所述阳极催化剂颗粒和相邻所述阴极催化剂颗粒之间紧密相连形成电子导通。