[发明专利]一种固体氧化物燃料电池燃料极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池燃料极材料，由以下按照重量份的原料制成：草酸钆10‑14份、硝酸钙28‑32份、正丁基锂6‑10份、钛酸四丁酯17‑20份、亚硝酰基硝酸合钌4‑7份、氧化锆45‑50份。本发明还公开了所述固体氧化物燃料电池燃料极材料的制备方法。本发明制备的固体氧化物燃料电池燃料极材料具有良好的抗积碳和抗硫中毒性能，能够大大增强固体氧化物燃料电池对碳氢化合物燃料的适应性，有利于拓展固体氧化物燃料电池的应用范围，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体是一种固体氧化物燃料电池燃料极材料及其制备方法。

背景技术

燃料电池是通过燃料和氧化剂发生电化学反应直接将化学能转变为低压直流电的装置。燃料电池被公认为是21世纪首选的清洁、高效的发电技术，它的研制与开发已成为国际能源领域研究的热点，并且将推动整个电动汽车、潜艇及发电工业的迅猛发展。

燃料电池的种类繁多，按其工作温度的不同，把碱性燃料电池、固体高分子型质子膜燃料电池和磷酸型燃料电池称为低温燃料电池；把熔融碳酸盐型燃料电池和固体氧化物燃料电池称为高温燃料电池。在所有的燃料电池中，固体氧化物燃料电池的工作温度最高，属于高温燃料电池。近些年来，分布式电站由于其成本低、可维护性高等优点已经渐渐成为世界能源供应的重要组成部分。由于固体氧化物燃料电池发电的排气有很高的温度，具有较高的利用价值，可以提供天然气重整所需热量，也可以用来生产蒸汽，更可以和燃气轮机组成联合循环，非常适用于分布式发电。燃料电池和燃气轮机、蒸汽轮机等组成的联合发电系统不但具有较高的发电效率，同时也具有低污染的环境效益。因此，固体氧化物燃料电池是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置，被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。

传统固体氧化物燃料电池的电极中燃料极采用Ni与YSZ复合多孔体构成金属陶瓷，空气极采用LaMnO₃(氧化镧锰)，当采用碳氢化合物作为燃料时，电池的燃料极容易出现积碳现象和硫中毒现象，因此需要改进燃料极的材料，增强燃料极的抗积碳和抗硫中毒的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体氧化物燃料电池燃料极材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种固体氧化物燃料电池燃料极材料，由以下按照重量份的原料制成：草酸钆10-14份、硝酸钙28-32份、正丁基锂6-10份、钛酸四丁酯17-20份、亚硝酰基硝酸合钌4-7份、氧化锆45-50份。

作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：草酸钆11-13份、硝酸钙29-31份、正丁基锂7-9份、钛酸四丁酯18-19份、亚硝酰基硝酸合钌5-6份、氧化锆46-49份。

作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：草酸钆12份、硝酸钙30份、正丁基锂8份、钛酸四丁酯19份、亚硝酰基硝酸合钌5份、氧化锆47份。

所述固体氧化物燃料电池燃料极材料的制备方法，步骤如下：

1)称取草酸钆和硝酸钙，干法球磨混合2-3h，获得第一混合物；

2)称取正丁基锂和钛酸四丁酯，投入至环己烷中，搅拌至正丁基锂和钛酸四丁酯完全溶解后，获得第二混合物；

3)称取亚硝酰基硝酸合钌和氧化锆，以浓硝酸溶液作为球磨液，球磨混合1-2h，获得第三混合物；

4)将第一混合物加入至第三混合物中，继续球磨混合1-2h，获得第四混合物；

5)将第四混合物超声波处理50-55min，然后使用氢氧化钠溶液调节pH为6-7，获得第五混合物；