[发明专利]表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于该表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的结构通式为AA'BO_5+δ，其中A代表稀土元素，A'代表碱土金属元素，B代表过渡金属元素；所述的稀土元素A为La、Pr、Sm、Nd、Gd中的一种或多种，碱土金属元素A'为Ba。

2.根据权利要求1所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于过渡金属元素B为Mn、Fe、Co、Ni、Cu中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于所述中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的构型熵满足：1R≤ΔS_config≤1.61R，其中R为理想气体常数。

4.根据权利要求1所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料，其特征在于所述中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的分子式为(La_x1Pr_x2Nd_x3Sm_x4Gd_x5)Ba(Mn_y1Fe_y2Co_y3Ni_y4Cu_y5)O_5+δ,其中x1+x2+x3+x4+x5＝1,y1+y2+y3+y4+y5＝2。

5.如权利要求1所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于该制备方法按照以下步骤实现：

一、中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的结构通式为AA'BO_5+δ，按照化学计量比将各元素的金属硝酸盐溶于去离子水中，得到金属盐溶液；

二、向金属盐溶液中加入乙二胺四乙酸和柠檬酸，混合均匀，得到混合溶液；

三、通过氨水调节混合溶液的pH至中性，得到反应溶液；

四、反应溶液在70～90℃下进行水浴搅拌反应，直至得到黑色凝胶；

五、将黑色凝胶在180℃～220℃下蒸发去除水分，得到黑色前驱物；

六、将黑色前驱物置于马弗炉中烧结处理，得到中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料；

其中步骤一的结构通式中的A代表稀土元素，A'代表碱土金属元素Ba，B代表过渡金属元素。

6.根据权利要求5所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于步骤二中金属盐溶液中阳离子：乙二胺四乙酸：柠檬酸的摩尔数比为1:1:2。

7.根据权利要求5所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于步骤四中在80℃下进行水浴搅拌反应。

8.根据权利要求5所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于步骤五中将黑色凝胶在200℃下保持12h以蒸发去除水分。

9.根据权利要求5所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于步骤六中以1000～1200℃的烧结温度处理5h。

10.如权利要求1所述的表面自重构中高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料的应用，其特征在于将该高熵双钙钛矿固体氧化物燃料电池阴极材料作为阴极应用于固体氧化物燃料电池中。