[发明专利]一种固体氧化物燃料电池阴极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池阴极的制备方法。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)技术的发展，使SOFC有希望成为未来集中或分散发电的新技术，在新增能源的市场中具有强劲的竞争力。随着电池工作温度的降低，电极的催化活性会受到很大的影响，为了实现SOFC的中温化，提高电极尤其是阴极的性能成为解决问题的关键。

在中低温条件下，常规的微米级颗粒阴极其比表面积小，三相反应界面长度小，反应活性位少，至使其催化活性低。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术制备的固体氧化物燃料电池阴极在中低温条件下催化活性低的问题，而提供一种固体氧化物燃料电池阴极的制备方法。

固体氧化物燃料电池阴极的制备方法按以下步骤实现：一、依照化学式La_1-xSr_xMO₃，按化学计量比配制La(NO₃)₃、Sr(NO₃)₂和M(NO₃)₂的混合溶液，然后加入柠檬酸溶液搅拌均匀，柠檬酸与混合溶液中金属离子物质的量比为2∶1，再滴加NH₃·H₂O至溶液的pH＝6～7；二、将溶液置于60～80℃的恒温水浴锅中，搅拌至形成溶胶；三、将溶胶灌注到阳极氧化铝模板的孔隙中，然后置于700～900℃的条件下煅烧1～3h，取出后再放入物质的量浓度为6mol/L的NaOH中浸泡10～60min，即得固体氧化物燃料电池阴极；其中步骤一化学式La_1-xSr_xMO₃中，M为Mn、Fe或Co，0＜x≤0.5。

本发明中所得固体氧化物燃料电池阴极，其纳米电极结构具有高比表面积，与常规的微米级颗粒阴极相比，具有更大的三相反应界面和更多的反应活性位，催化活性高，尤其在中低温固体氧化物燃料电池中表现出优异的性能。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式固体氧化物燃料电池阴极的制备方法按以下步骤实现：一、依照化学式La_1-xSr_xMO₃，按化学计量比配制La(NO₃)₃、Sr(NO₃)₂和M(NO₃)₂的混合溶液，然后加入柠檬酸溶液搅拌均匀，柠檬酸与混合溶液中金属离子物质的量比为2∶1，再滴加NH₃·H₂O至溶液的pH＝6～7；二、将溶液置于60～80℃的恒温水浴锅中，搅拌至形成溶胶；三、将溶胶灌注到阳极氧化铝模板的孔隙中，然后置于700～900℃的条件下煅烧1～3h，取出后再放入物质的量浓度为6mol/L的NaOH中浸泡10～60min，即得固体氧化物燃料电池阴极；其中步骤一化学式La_1-xSr_xMO₃中，M为Mn、Fe或Co，0＜x≤0.5。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中混合溶液中溶质的总浓度为1.5～3mol/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中混合溶液中溶质的总浓度为2mol/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中柠檬酸溶液的浓度为1.5～3mol/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中柠檬酸溶液的浓度为2mol/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中将溶液置于70℃的恒温水浴锅中，搅拌至形成溶胶。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中将溶胶灌注到阳极氧化铝模板的孔隙中，然后置于800℃的条件下煅烧2h，取出后再放入物质的量浓度为6mol/L的NaOH中浸泡30min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

本实施方式中溶胶灌注采用的是浸渍提拉法，即在毛细管力和重力的作用下使溶胶灌注到阳极氧化铝模板的孔隙中；放入NaOH中浸泡的目的是去除氧化铝模板。