[发明专利]一种钙钛矿型固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法，其分子式为：(Pr0.9La0.1)2‑xNi0.74Cu0.21Al0.05O4+δ(0≤x≤0.15)。本发明的目的是开发新型无钴基低热膨胀系数的阴极材料。通过在A位(Pr，La)缺位与B位(Ni)用Cu和Al离子取代来改善材料的电化学性能。本发明获得了一类性能优良的新型阴极材料：热膨胀系数与常用电解质材料相匹配，这类材料具备良好的稳定性和优异的电化学催化活性，适用于中低温固体氧化物燃料电池的工作环境。

主权项

1.一种钙钛矿型固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：(1)称量：按照上述材料的化学计量比，分别称取Pr6O11，Ni(NO3)2·3H2O，Cu(NO3)2·3H2O，Al(NO3)3·9H2O和La2O3，按照金属离子∶EDTA∶柠檬酸＝1∶1∶2，称取EDTA和柠檬酸；(2)制备溶胶：将Ni(NO3)2·3H2O，Cu(NO3)2·3H2O，Al(NO3)3·9H2O倒入大烧杯中，然后将Pr6O11倒入小量杯中，加入硝酸搅拌至溶液澄清，再将La2O3倒入另一个小量杯中，再加入硝酸搅拌至溶液澄清，最后将两个小量杯中的硝酸盐溶液倒入大烧杯中，打开磁力搅拌器开始搅拌，同时加入EDTA，加入氨水调节pH(pH要求在6～8)，然后加入柠檬酸，再加氨水调节pH到6～8，等到液体呈胶状，停止搅拌，取出磁振子；(3)烘干：将步骤(2)得到的胶状液体放到鼓风箱中，用180℃烘24小时至胶状物变干；(4)煅烧：将步骤(3)得到的样品研磨后，放入马弗炉中在600℃煅烧10小时，然后取出再次研磨，再次在1000℃煅烧5小时，最后再次加酒精研磨，得到阴极粉末，然后选取一部分压制成片和柱体；(5)对称电池制备：将得到阴极粉体通过丝网印刷法均匀对称的涂在致密的Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)电解质片的两侧，并在1000℃煅烧2小时；(6)单电池制备：将阳极粉末NiO‑SDC通过同样的方法涂在SDC的一侧，在1250℃煅烧4小时，将得到阴极粉体通过丝网印刷法均匀涂在SDC电解质片的另一侧，在1000℃煅烧2小时，获得用于测试功率的单电池；(7)电导率与热膨胀测试：将步骤(4)获得的圆片采用直流四端法测试材料的高温电导率，将步骤(4)获得的圆柱用于测试材料的热膨胀系数。