[发明专利]一种固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下：

（1）将乙基纤维素作为粘结剂加入到松油醇中，搅拌30~60分钟，得到乙基纤维素松油醇溶液；

（2）将1Ce10ScSZ粉体加入到上述乙基纤维素松油醇溶液中，以200~400转/分钟的转速球磨10~12小时，配制1Ce10ScSZ浆料；

（3）将NiO-ScSZ阳极支撑体固定在台式匀胶机上作为基体，在阳极中心位置处滴加适量1Ce10ScSZ浆料，开启匀胶机，使其在一定转速下运行30~120秒，在NiO-ScSZ阳极表面形成一层均匀的1Ce10ScSZ电解质膜胚；

（4）然后将上述1Ce10ScSZ电解质膜胚放入马弗炉中进行热处理；

（5）重复步骤（3）和（4）0~5次，得到不同厚度的1Ce10ScSZ电解质膜胚；

（6）将上述1Ce10ScSZ电解质膜胚放入马弗炉中进行烧结，得到厚度为2.5~15μm的1Ce10ScSZ电解质薄膜。

2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述乙基纤维素松油醇溶液是指乙基纤维素的质量分数占3~4%的松油醇溶液。

3.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（2）中，所述1Ce10ScSZ粉体的粒径大小在30~60nm。

4.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（2）中，所述1Ce10ScSZ粉体可以按照溶胶凝胶法合成，其制备步骤如下：

（a）按照化学计量比Ce:Sc:Zr=1:20:89分别称取相应质量的Ce(NO₃)₄·6H₂O、Sc(NO₃)₃·6H₂O和ZrN₂O₇，加入到去离子水中并搅拌溶解，体积浓度为金属阳离子：水=1:20~40；

（b）称取一定质量的柠檬酸溶解到去离子水中，体积浓度为CA：水=1:2~5；

（c）按照摩尔比柠檬酸：金属阳离子=2~3:1的比例，将柠檬酸溶液逐滴滴加到硝酸盐溶液中，搅拌15~30分钟；

（d）按照摩尔比乙二醇：柠檬酸= 60:40的比例向溶液中加入乙二醇，搅拌40~60分钟，得到无色透明溶液；

（e）将上述溶液置于80℃油浴中加热，并继续搅拌至形成凝胶；

（f）将上述凝胶放入120℃烘箱中干燥4~12小时，得到体积增大的发泡状干凝胶；

（g）将上述干凝胶转移至玛瑙研钵中，研磨0.5~1小时，得到粉状前驱体；

（h）将上述粉状前驱体放入马弗炉中，在600~850℃温度下煅烧1~3小时，即得到淡黄色纯相1Ce10ScSZ粉体。

5.根据权利要求1、3或4所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（2）中，所述1Ce10ScSZ浆料是指1Ce10ScSZ粉体和乙基纤维素松油醇溶液按质量比4:6或3:7混合而成。

6.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（3）中，所述NiO-ScSZ阳极支撑体的厚度为0.5~1mm，直径为1~17cm。

7.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（3）中，所述适量1Ce10ScSZ浆料是指滴加的浆料体积与基体的面积比例在0.02 ~0.15 ml/cm²范围内。

8.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（3）中，所述转速为5000~10000转/分钟。

9.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（4）中，所述热处理是在450℃下放置1~2小时。

10.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池1Ce10ScSZ电解质薄膜的制备方法，其特征在于步骤（6）中，所述烧结是以3~6℃/分钟的升温速率升温到1450~1550℃，然后保温2~12小时。