CN115763835B 一种全高熵质子陶瓷燃料电池及其制备方法 （北京理工大学）

号一种全高熵质子陶瓷燃料电池及其制备方法本发明公开了一种全高熵质子陶瓷燃料电发明中选用单相的ABO3型高熵钙钛矿作为阴极高熵质子陶瓷燃料电池不仅具有较好的抗弯曲22.根据权利要求1所述的全高熵质子陶瓷燃料电池，其特征在于，所述阴极材料为3.根据权利要求1所述的全高熵质子陶瓷燃料电池，其特征在于，所述电解质材料为3[0002]质子陶瓷燃料电池(PCFC)是一种采用质子导体为电解质的固体氧化物燃料电由于质子传输的活化能较低，相比于传统氧离子传导型固体氧化物燃料电池(O-SOFC)，中的任意三种元素组成且各组成元素等原子比。[0012]进一步地，阳极材料中的高熵钙钛矿和NiO的质量百分比为3070阳极材料[0013]本发明目的之二是提供一种全高熵质子陶瓷燃料电池的制备方法，包括以下步4一步共压法简化了传统质子陶瓷燃料电池先制备阳极/电解质支撑体再涂覆阴极的工艺流明中采用一步共压法制备的电池的抗弯曲强度约为72±3.07MPa，而采用丝网印刷阴极制[0025]图2为溶胶凝胶法合成的BaCo0.2Fe0.2Zr0.2Sn0.2Pr0.2O3_δ(BCFZSP)阴极材料的XRD[0031]图8采用丝网印刷阴极制备的全高熵[0035]图12为本发明采用一步共压法制备的全高熵质子陶瓷燃料电池在650℃的阻抗5[0036]图13为本发明采用一步共压法制备的全高熵质子陶瓷燃料电池的长期放电稳定[0037]下面将结合实施例对本申请中的一种全高熵质子陶瓷燃料电池及其制备方法进[0040]电解质材料：目前PCFC的电解质主要以不同比例的BaZr0.8Y0.2O3-δ(BZY)和度也较差，在阳极还原活化(将NiO还原为金属N[0042]PCFC的制备工艺：目前最常见的方法是先通过共压或者流延等方法制备阳极/电氧化物(HEO)是一类通常由5种或5种以上元素按等原子比或接近等原子比组成的功能陶6[0046]此外，本实施例中的全高熵质子陶瓷燃料电池使用时需要向LnXnO3-δ的阴极材料具有可同时传输电子、氧离子及质子的导电性质以及良好的相结构稳[0050]另外，在一些实施例中，阳极材料中的高熵钙钛矿和NiO的质量百分比为30%~7铁、硝酸氧锆、六水合硝酸镨、四氯化锡、一水合柠檬酸和乙二胺四乙酸的质量分别是：[0061]固相法合成电解质材料的方法与(1)中固相法合成阴极材料的方法相同，不同之[0065]本实施例中，烧结后最终制得粉体状的电解质材料BaZr0.2Ce0.2Sn0.2Ti0.2Y0.2O3-δ[0068]溶胶凝胶法合成电解质材料的方法与(2)中溶胶凝胶法合成阴极材料的方法相[0075]首先将NiO与上述固相法合成的电解质材料以及造孔剂在5％PVA水溶液中充分8[0087]下面将通过实施例进一步对本申请中的一种全高熵质子陶瓷燃料电池及其制备球磨均匀混合，将混合后的物质在空气氛围进行烧结，制得高熵钙钛矿的阴极材料9[0115]步骤C3、将步骤C2中的浆料通过丝网印刷的方式印刷在阳极/电解质半电池的电[0118](1)将实施例1中固相法制备的阴极[0119](2)将上述实施例2溶胶凝胶法制备的阴极材料BaCo0.2Fe0.2Zr0.2Sn0.2Pr0.2O3-δ[0121](4)将上述实施例4溶胶凝胶法制备的电解质材料BaZr0.2Ce0.2Sn0.2Ti0.2Y0.2O3-δ过丝网印刷阴极制备的全高熵质子陶瓷燃料电池NiO_BZCSTY||BZCSTY||BCFZSP在500℃、;[0131]从图8可知，对比例1制备的电池在650℃的空气气氛下，全电池的总阻抗约0.36法制备的全高熵质子陶瓷燃料电池NiO_BZCST