CN116646535B 一种固体氧化物燃料电解池阴极材料及其制备方法和应用 （中国地质大学(武汉)浙江研究院）

一种固体氧化物燃料电解池阴极材料及其本发明公开了固体氧化物燃料电解池阴极钛矿型B位高熵氧化物和原位析出于表面的FeM纳米颗粒，立方钙钛矿型B位高熵氧化物的化学用电极极化-原位还原法原位形成阴极材料。本发明制备的钒系立方钙钛矿型B位高熵氧化物催化CO2还原活性更高，电导率相较于普通钙钛矿2高熵氧化物和原位析出于立方钙钛矿型B位高熵氧化物表面的纳米合金，所述立方钙钛矿型B位高熵氧化物的化学式为Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2M0.钛矿型B位高熵氧化物由白钨矿结构的高熵氧化物Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2M0.2)O4还4.一种如权利要求1_3任一项所述的固体氧化物燃料电解池阴极材料的制备方法，其S3：将电池在一定工作温度下和还原性气氛，施原，将阴极前驱体原位形成多元合金FeM颗粒包覆的立方钙钛矿结构高熵氧化物Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2M0.25.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于制备白钨矿结构的高熵氧化物Sr(Fe0.2V0.2Mo0.Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2M0.20.2V0.2Mo0.2Ti0.2M0.2)O4。8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述粘结剂为含有7.5~3一种固体氧化物燃料电解池阴极材料及其制备2的资源化不仅有利于环境基金属陶瓷燃料电极的稳定性和抗积碳性能不佳，而钙钛矿型氧化物电极抗积碳性能良化还原活性，且制备方法简单高效的固体氧化物燃料电解池阴极材料及其制备方法和应[0005]本发明的一种固体氧化物燃料电解池阴极材料，阴极材料包括立方钙钛矿结构B位高熵氧化物和原位析出于高熵氧化物表面的纳米合金，所述立方钙钛矿型B位高熵氧化[0006]进一步的，所述立方钙钛矿型B位高熵氧化物由白钨矿结构的高熵氧化物Sr0.2V0.2Mo0.2Ti0.2M0.2)O4还原生成。还原，将阴极前驱体原位形成多元合金FeM颗粒包覆的立方钙钛矿结构B位高熵氧化物Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2M0.2)[0012]进一步的，步骤S1中采用溶胶凝胶-激光处理技术制备白钨矿结构的高熵氧化物42电解或CO2H2O共电解。[0021]1.利用电极极化一原位还原法制备合金修饰高熵氧化物阴极，在电池运行温区过还原气氛电解将白钨矿结构高熵氧化物原位转变为立方钙钛矿型B位高熵氧化物，本发0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ni0.2)O4粉体XRD图； 0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ni0.2)O3δ粉体的XRD图；50.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ni0.2)O4粉体SEM图；[0027]图2b为实施例一电极极化-原位还原法制备的FeNi3@Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ni0.2)[0028]图3a为实施例一制备的FeNi3@Sr(F[0029]图3b为本实施例一技术方案制备的FeNi3@Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ni0.2)O3-[0034]图7为本实施例电极极化-原位还原法制备的FeCu@Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Cu0.2)O3-δ[0035]图8为本实施例电极极化-原位还原法制备的RuFe@Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ru0.2)O3-δ[0036]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技[0038]根据化学式Sr(Fe0.2V0.2M24VO34)2MoO423)22H36O4Ti依次溶解于100mL去乙醇物Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ni0.2[0039]取上述制备的Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2T原位，还原120min后白钨矿结构的前驱体粉末被还原为立方钙钛矿型高熵氧化物Sr[0042]参见附图1a，为按本实施例技术方案在空气气氛下采用溶胶凝胶-激光法制备的6中可以看出Fe和Ni元素集中在钙钛矿电极基底的表面，表示高熵氧化物B位的Fe和Ni元素[0047]图5为按本实施例技术制备的阴极材料表面各元素能谱数据图，对比发现EDS点2且在1.3V的温和电解条件下可稳定电解1[0050]根据化学式Sr(Fe0.2V0.2M(NO3)224VO34)2MoO4222H36O4Ti依次溶解于100mL去乙醇水[0051]取上述制备的Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2T将浆料均匀涂覆在厚度为240μm的致密LSGM电解质一侧，将电极烘干。再在另一侧涂上高熵氧化物转变为立方钙钛矿结构高熵氧化物Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Cu0.2)O3_δ,同时表面析[0053]图7为本实施例电极极化_原位还原法制备的FeCu@Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Cu0.2)O3_δ7异质结构粉体的SEM图；在钙钛矿基底表面析出大量的小金属颗粒，金属颗粒尺寸在50_[0055]根据化学式Sr(Fe0.2V0.2M(NO3)224VO34)2MoO42316H36O4Ti依次溶解于100mL的去乙醇水溶液[0056]取上述制备的Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2T法将浆料均匀涂覆在厚度为240μm的致密LSGM电解质一侧，将电极烘干。再在另一侧涂上矿结构的前驱体粉末转变为立方钙钛矿型高熵氧化物Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ru0.2)O3_δ,表面[0058]图8为本实施例电极极化_原位还原法制备的RuFe@Sr(Fe0.2V0.2Mo0.2Ti0.2Ru0.2)O3_δ异质结构粉体的SEM图；在钙钛矿基底表面析出大量的小金属颗粒，金属颗粒尺寸在50_技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类89