[发明专利]一种固体氧化物燃料电池用低温陶瓷电解质膜及制备方法

摘要

本发明提出一种固体氧化物燃料电池用低温陶瓷电解质膜及制备方法,采用Ce(NO3)3·6H2O为主要原料，BaCO3和TiO2为掺杂原料，通过造浆、球磨，然后加入α‑MnO2、磷酸铝网印成膜，置于箱式炉中于1130‑1170℃保温烧结，形成α‑MnO2、BaTiO3掺杂CeO2的电解质膜。该电解质膜由于α‑MnO2在200℃的相变引发BaTiO3产生极化，使得电解质在450‑500℃具有显著的电导率，降低了电池工作温度，而且BaTiO3的引入为氧离子提供传导通道，本发明能够克服现有固体氧化物燃料电池工作温度高、启动时间长的缺陷，可有效缓解电解质膜由于电池工作温度降低而导致的离子电导显著下降的问题，有利于实现固体氧化物燃料电池的中低温化和实用化。

主权项

一种固体氧化物燃料电池用低温陶瓷电解质膜的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：（1）称取10‑50质量份Ce(NO₃)₃·6H₂O粉体，8‑15质量份BaCO₃粉体和10‑12质量份TiO₂粉体，均匀混合，在加入1‑3质量份的交联剂和30‑45质量份的有机溶剂通过高能球磨机球磨，得到前驱体浆料；（2）向前驱体浆料中加入10‑14质量份α‑MnO₂和2‑5质量份磷酸铝，通过搅拌获得均匀的浆料，再采用丝网印刷在电极两侧表面成膜，至少印刷三次；（3）将所述印刷好的电极置于高温箱式炉中，以2‑5℃/min速率升温，分别在1130‑1170℃保温烧结保温8‑20小时后，然后以5℃/min速率降至室温，得到α‑MnO₂、BaTiO₃掺杂CeO₂的电解质膜。