一种镧掺杂的中温制造技术

本申请公开了一种镧掺杂的中温

【技术实现步骤摘要】
一种镧掺杂的中温SOFC阴极材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及固体氧化物燃料电池
，特别涉及一种镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]固体氧化物燃料电池（
Solid Oxide Fuel Cell
，简称
SOFC
）由于能效高
、
绿色环保
、
燃料来源广等优势逐渐被众多研究者关注
。
目前，操作温度区间为
600℃
‑
800℃
的中温固体氧化物燃料电池（
Intermediate Temperature
‑
Solid Oxide Fuel Cells
，简称
IT
‑
SOFC
）逐渐成为
SOFC
技术发展研究的重点领域
。
操作温度的降低可解决高温
SOFC
的部分弊端，促进
SOFC
技术的发展，但在中低温的工作条件下，阴极材料的导电性能及催化活性往往不尽人意，不利于电池性能的提升
。
[0003]含
Co
基的阴极材料具有优异的电化学性能以及优良的高温催化活性，但由于
Co
元素价格高昂
、Co
基阴极材料结构稳定性不佳以及
TEC
高
、
难以与电解质材料匹配等诸多弊端，限制了其在/>IT
‑
SOFC
技术中的应用
。
无
Co
基阴极材料的开发逐渐成为
IT
‑
SOFC
阴极材料研发的热点，离子
‑
电子混合导电体的
Fe
基
ABO3钙钛矿结构阴极材料在热膨胀方面性能优良并具有优异的氧离子扩散性，但与传统
Co
基阴极材料相比，电导率低，在电化学性能方面的差距明显，也不利于作为理想的
IT
‑
SOFC
阴极材料
。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的是提供一种镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料及其制备方法和应用，旨在解决现有的
SOFC
阴极材料在中低温下导电率和催化氧化活性较差的技术问题
。
[0005]为实现上述目的，本申请提出了一种镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料，所述中温
SOFC
阴极材料以
Bi
0.5
Sr
0.5
FeO3为基体，利用
La
对所述
Bi
0.5
Sr
0.5
FeO3的
A
位进行掺杂；所述中温
SOFC
阴极材料的化学式为
(Bi
0.5
Sr
0.5
)1‑
x
La
x
FeO3‑
δ
，其中，
x
为
La
的掺杂量，0＜
x
＜1，
δ
为氧空位的含量
。
[0006]可选地，所述
x
的取值为
0.2、0.3、0.5
或
0.6
；所述中温
SOFC
阴极材料的化学式为
(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.8
La
0.2
FeO3‑
δ
、(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.7
La
0.3
FeO3‑
δ
、(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.5
La
0.5
FeO3‑
δ
或
(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.4
La
0.6
FeO3‑
δ
。
[0007]本申请还提出了一种镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料的制备方法，包括以下步骤：按照所述中温
SOFC
阴极材料的化学式中元素的化学计量比，分别称取
Bi2O3、SrCO3、Fe2O3、La2O3粉体原料，进行球磨，得混合粉体；将所述混合粉体研磨并压片，进行两次煅烧，煅烧结束后，得到
(Bi
0.5
Sr
0.5
)1‑
x
La
x
FeO3‑
δ
阴极材料
。
[0008]可选地，所述按照所述中温
SOFC
阴极材料的化学式中元素的化学计量比，分别称取
Bi2O3、SrCO3、Fe2O3、La2O3粉体原料，进行球磨，得混合粉体的步骤，包括：按照所述中温
SOFC
阴极材料的化学式中元素的化学计量比，分别称取
Bi2O3、
SrCO3、Fe2O3、La2O3粉体原料，并加入无水乙醇混合后，再球磨
4h
‑
6h
，再进行干燥，得混合粉体
。
[0009]可选地，所述两次煅烧步骤中，第一次煅烧过程中，煅烧温度为
700℃
‑
900℃
，煅烧时间为
7h
‑
9h。
[0010]可选地，所述两次煅烧步骤中，第二次煅烧过程中，煅烧温度为
1000℃
‑
1100℃
，煅烧时间为
4h
‑
6h。
[0011]可选地，所述两次煅烧步骤中，在第二次煅烧前，加无水乙醇进行研磨并压片
。
[0012]可选地，所述两次煅烧步骤中，第一次煅烧与第二次煅烧均于空气气氛下进行
。
[0013]可选地，所述两次煅烧步骤后，还包括：将经过两次煅烧后的混合粉体加无水乙醇并进行研磨，得到
(Bi
0.5
Sr
0.5
)1‑
x
La
x
FeO3‑
δ
阴极材料
。
[0014]本申请还提出了一种镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料的应用，将所述中温
SOFC
阴极材料应用在固体氧化物燃料电池中制备对称电池或阳极支撑单电池
。
[0015]本申请的有益效果为：本申请以
Bi
0.5
Sr
0.5
FeO3作为基体材料，通过将
La
部分掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料，其特征在于，所述中温
SOFC
阴极材料以
Bi
0.5
Sr
0.5
FeO3为基体，利用
La
对所述
Bi
0.5
Sr
0.5
FeO3的
A
位进行掺杂；所述中温
SOFC
阴极材料的化学式为
(Bi
0.5
Sr
0.5
)1‑
x
La
x
FeO3‑
δ
，其中，
x
为
La
的掺杂量，0＜
x
＜1，
δ
为氧空位的含量
。2.
根据权利要求1所述的镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料，其特征在于，所述
x
的取值为
0.2、0.3、0.5
或
0.6
；所述中温
SOFC
阴极材料的化学式为
(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.8
La
0.2
FeO3‑
δ
、(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.7
La
0.3
FeO3‑
δ
、(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.5
La
0.5
FeO3‑
δ
或
(Bi
0.5
Sr
0.5
)
0.4
La
0.6
FeO3‑
δ
。3.
一种如权利要求1‑2任一项所述的镧掺杂的中温
SOFC
阴极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照所述中温
SOFC
阴极材料的化学式中元素的化学计量比，分别称取
Bi2O3、SrCO3、Fe2O3、La2...

【专利技术属性】
技术研发人员：和永，雷宪章，张安安，许子卿，李小琪，廖长江，张永清，
申请(专利权)人：成都岷山绿氢能源有限公司，
类型：发明
国别省市：