[发明专利]一种基于p-n异质结双层电解质的固体氧化物燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于p-n异质结双层电解质的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照自上而下或者自下而上的顺序将电极片、n型半导体材料、p型半导体材料、电极片平铺堆叠，通过干压法得到所述固体氧化物燃料电池；

其中，所述n型半导体材料为ZnO粉末；所述p型半导体材料为CuFeO₂粉末。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述n型半导体材料与p型半导体材料的质量比为ZnO：CuFeO₂＝(5～8)：(2～5)，优选为ZnO：CuFeO₂＝7：3；

优选地，所述ZnO粉末的粒径为0.6～1.0微米，优选为0.8微米；

优选地，所述CuFeO₂粉末的粒径为1.2～1.8微米，优选为1.5微米。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干压法的压力为100～150Mpa。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述CuFeO₂粉末的制备方法包括将铜源和铁源通过共沉淀反应后干燥、煅烧的步骤；

优选地，所述铜源为二价铜盐；

优选地，所述铁源为亚铁盐；

优选地，所述铜源和铁源中的Fe²⁺与Cu²⁺的摩尔比为(0.8～1.1)：(0.9～1.3)，优选为1：1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应的温度为60～80℃；

优选地，所述共沉淀反应的时间为22～26h；

优选地，所述共沉淀反应中反应体系的pH为10～12；

优选地，所述煅烧为保护气氛下300～900℃煅烧5～8小时。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ZnO粉末的制备方法包括如下步骤：将锌源和络合剂溶解于水中通过共沉淀反应，干燥即得到所述ZnO粉末；

优选地，所述锌源为二价锌盐；

优选地，所述络合剂为柠檬酸钠；

优选地，所述锌源和络合剂的摩尔比为(1～1.5)：(2～3)；

优选地，所述水的用量为每50～100mL水对应0.003mol锌源中的Zn。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应中反应体系的pH为7～9；

优选地，所述溶解为搅拌溶解2～4小时；

优选地，所述共沉淀反应为静置22～26小时反应；

优选地，所述干燥的温度为60～80℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电极片为Ni_0.8Co_0.15Al_0.05LiO₂电极片；

优选地，所述Ni_0.8Co_0.15Al_0.05LiO₂电极片的制备方法包括如下步骤：将松油醇与Ni_0.8Co_0.15Al_0.05LiO₂粉末均匀混合成浆料，均匀涂覆于泡沫镍的一侧，干燥。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述松油醇和Ni_0.8Co_0.15Al_0.05LiO₂粉末的质量比为1：(2.5～3)，优选为1：3；

优选地，所述干燥为80～120℃下干燥30～50min。

10.权利要求1-9任一所述的制备方法得到的基于p-n异质结双层电解质的固体氧化物燃料电池。