【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源材料粉末制备，尤其涉及一种原料含可溶盐的质子导体氧化物燃料电池材料的制法。
技术介绍
1、固体氧化物燃料电池(sofc)具有洁净度高、模块化、能量转换效率高、比功率和功率密度高等优点，具有广阔的应用前景。
2、前期大多数sofc研究都集中于工作温度高于800℃的sofc，高温sofc使用的氧化钇稳定的氧化锆(y2o3-zro2，ysz)电解质的电导率在1000℃左右才能达到sofc工作所需的氧离子电导率，约为10s/cm，在这种高温下长期运行会引起各种耐久性问题，如由于材料的热降解和腐蚀所带来的电池寿命短，以及在电极电解质界面处会发生副反应，而且对小型化操作的安全性和低成本都构成了障碍。
3、与基于氧离子传导电解质的o-sofc相比，质子传导电解质的sofc(h-sofc)的应用在中低温下具有两个独特的优势：首先在氧化物电解质中用于质子传导的活化能低于用于氧离子传导的活化能，这意味着可以在较低的温度下获得较高的质子传导性；其次h-sofc电化学反应的产物在阴极侧生成，这意味着其运行过程中不会稀释阳极侧的燃料，这不仅可以提高燃料利用率，还可以最大程度地减少阳极氧化的可能性，因此，目前针对h-sofc的相关研究是sofc研究领域的热点。
4、然而h-sofc电池材料的制备基本上停留在实验室阶段，由于各种因素制约导致大批量生产具有挑战性，阻碍了h-sofc电池材料的进一步研究与工业化应用进程。
5、目前，常见的粉体的制备方法有机械制备法、溶胶凝胶法、水热法、共沉淀法等
6、为此，研发一种适用于大多数原料的h-sofc电池材料的制备方法具有十分重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种原料含可溶盐的质子导体氧化物燃料电池材料高效制法，它既具形貌规则、粒度分布较窄、高产、低成本、节能省时与有利扩大生产、能用水作为湿磨介质的体系，又具操作简单、普适性强。
2、本专利技术的任务是通过以下技术方案来完成的：
3、原料含可溶盐的质子导体氧化物燃料电池材料高效制法，采用非水溶性原料pbcsc与去离子水制备水溶性原料，经搅拌烘干、煅烧得到所需电池材料，具体工艺步骤与条件如下：
4、a.配制初始浆料，按电池材料的设计重量称量非水溶性原料pbcsc，以去离子水作为介质，去离子水与原料的质量比为1～5:1，调成初始浆料；
5、b.高能球磨，向初始浆料中加入可溶性盐类，用砂磨或球磨磨2～24h后得到分散均匀的浆料；
6、c.喷雾干燥，先对分散均匀的浆料持续搅拌以防止沉降，再用喷雾干燥机进行烘干，控制入口温度为100～300℃，出口温度为50～150℃，进料速度为100～1000ml/h，得到干燥产物；
7、d.预煅烧与煅烧，将干燥产物入马弗炉，在900～1200℃下煅烧1～4h，得到煅烧结块；
8、e.破碎，将煅烧结块破碎，得到原料含可溶盐的质子导体氧化物燃料电池材料粉体。
9、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点或效果：
10、因为摈弃溶胶凝胶法而沿用机械法并通过喷雾干燥，所以既具形貌规则、粒度分布较窄，又具有高产率、低成本优势且节能省时、有利扩大生产；同时由于原本不可使用水作为湿磨介质的体系可以适用，所以减少了有机溶剂的使用与无需后续工序设备的防爆改造等；此外由于应用机械法及其喷雾干燥，所以操作简单，普适性强。
11、申请文件中pbcs全称为cprba0.9cs0.1co2o5+δ，即含可溶盐的质子导体氧化物燃料，以氧化镨、碳酸钡、四氧化三钴、硫酸铯为组分；xrd英文全称为x-ray diffraction，中文为x射线衍射分析；xrf英文全称为x-ray fluorescence，中文为x射线荧光分析；sem英文全称为scanning electron microscope，中文为扫描电子显微镜。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.原料含可溶盐的质子导体氧化物燃料电池材料的制法，针对H-SOFC电池材料原料受限等问题，其特征在于采用非水溶性原料PBCsC与去离子水制备水溶性原料，经搅拌烘干、煅烧得到所需电池材料，具体工艺步骤与条件如下：
2.根据权利要求1所述制法，其特征是所述去离子水与原料质量比为2～3：1。
3.根据权利要求1所述制法，其特征是所述可溶性盐类包括其金属氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、氯盐、醋酸盐等，进一步的优选为硫酸盐、硝酸盐、氢氧化物。
4.根据权利要求1所述制法，其特征是所述高能球磨使用研磨介质尺寸为0.1～10mm。
5.根据权利要求1或4所述制法，其特征是所述研磨介质与粉料比例为0.2～020：1。
6.根据权利要求1所述制法，其特征是所述浆料通过超声波处理、加入分散剂中的一种或多种方法搅拌防止沉降。
7.根据权利要求1所述制法，其特征是所述分散剂为乙醇、三乙胺、异丙醇、松油醇、聚乙二醇中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述制法，其特征是喷雾干燥进料速度为200～500mL/h。<...
【技术特征摘要】
1.原料含可溶盐的质子导体氧化物燃料电池材料的制法，针对h-sofc电池材料原料受限等问题，其特征在于采用非水溶性原料pbcsc与去离子水制备水溶性原料，经搅拌烘干、煅烧得到所需电池材料，具体工艺步骤与条件如下：
2.根据权利要求1所述制法，其特征是所述去离子水与原料质量比为2～3：1。
3.根据权利要求1所述制法，其特征是所述可溶性盐类包括其金属氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、氯盐、醋酸盐等，进一步的优选为硫酸盐、硝酸盐、氢氧化物。
4.根据权利要求1所述制法，其特征是所述高能球磨使用研磨介质尺寸为...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖若星，刘超，钟文升，欧阳学臻，
申请(专利权)人：紫金矿业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。