本发明属于固体电解质的制备领域，具体涉及一种双掺杂中温固体氧化物燃料电池电解质及其制备方法。
背景技术：
随着全球工业的发展及人口的迅速增长，地球上的资源将越来越短缺。美国能源信息署（eia）统计结构显示，2010年世界能源需求量已达到106亿吨油当量，据预测，2025年将达到136.5亿吨油当量。而传统的发电方式大多是由石油、天然气等化石能源中的化学能通过燃烧转化为热能，再由热能推动机械设备产生机械能，最终转换为电能。这种能源转换不但受到卡诺循环的限制，还会产生大量粉尘、二氧化碳、氮氧化物和硫化物等有害物质及噪音；固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，可以直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料。在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站，以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源，都有广阔的应用前景。
传统sofc的工作温度必须在800℃以上的运行温度才有较高的输出功率，高的运行温度不仅对电池的连接密封具有非常高的要求，而且加速电池部件间的副反应的发生，电池性能衰减速率增大，使电池的成本居高不下，大大限制了sofc的商业化发展。因此，要使sofc商业化发展，就要降低sofc工作温度，开发中低温sofc已成为必然趋势。在sofc系统中，电解质是电池的核心，电解质的性能直接决定着sofc电池的工作温度和性能。传统的电解质已无法适用于中低温条件，因此就必须寻求在中低温下具有高电导率的电解质。本发明的复合电解质具有电导率高，可满足中低温的使用条件。
技术实现要素：
为了提高中温固体氧化物燃料电池电解质的性能，采用硝酸盐凝胶燃烧法新型ce0.85la0.11cd0.04o2-α(clco)复合电解质，其相对致密度达到98%；在空气气氛下700℃时电导率为1.45×10-2s/cm。
ce0.85la0.11cd0.04o2-α（0＜α≤0.095）制备方法：
1）按照化学计量比称量原料ce(no3)3·6h2o、la(no3)3·nh2o、cd(no3)2·4h2o络合剂柠檬酸按[n(ca):n(金属阳离子)=1.5:1]称取；
2）ce(no3)3·6h2o、la(no3)3·nh2o、cd(no3)2·4h2o和柠檬酸分别用去离子水溶解，混合以上溶液并搅拌均匀；
3）滴加氨水（氨水浓度为15wt%-20wt%）调节ph值为7；
4）将步骤3）得到混合溶液放入搅拌器中加热至45℃，在45℃下连续搅拌，并在搅拌过程中通过加氨水，使溶液的ph值保持在7，直至形成凝胶；
5）将凝胶移入蒸发皿放在电炉上加热，直至发生自蔓延燃烧形成蓬松的氧化物粉末；
6）在600℃煅烧30分钟去有机物，然后在800℃±10℃煅烧3±0.1小时，形成ce0.85la0.11cd0.04o2-α（clco）粉末。
将制成的clco粉末放入模具中，在300mpa的压力下，制成圆片，将圆片以每分钟3℃的加热速度加热到1350℃±10℃保温4±0.1小时，得到所需要的电解质圆片。
本发明的显著优点在于：
1、优点：使用温度在中温（600℃-800℃）范围内具有较高的电导率、较高的功率密度。
2、用途：作为电解质用于中温固体氧化物燃料电池。
附图说明
图1电解质clco经1350℃烧结4h后的电导率与测试温度的关系曲线。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
ce0.85la0.11cd0.04o2-α（0<α≦0.095）(clco)的制备方法
1）按照化学计量比称量原料：e(no3)3·6h2o,la(no3)3·nh2o,cd(no3)2·4h2o，
络合剂柠檬酸按[n(ca):n(金属阳离子)=1.5:1]称取。
2）ce(no3)3·6h2o,la(no3)3·nh2o，cd(no3)2·4h2o和柠檬酸分别用去离子水溶解；
3）混合以上溶液并搅拌均匀
4）将步骤3）得到混合溶液放入搅拌器中加热至45℃，在45℃下连续搅拌，并在搅拌过程中通过加氨水，使溶液的ph值保持在7，直至形成凝胶；
5）将凝胶移入蒸发皿放在电炉上加热，直至发生自蔓延燃烧形成蓬松的氧化物粉末；
6）在600℃煅烧30分钟去有机物，然后在800℃±10℃煅烧3±0.1小时，形成clco粉末。
具体的：
1摩尔ce0.85la0.11cd0.04o2-α(clco)的制备：
称取0.85摩尔的ce(no3)3·6h2o：0.85*434.22=369.08克
称取0.11摩尔的la(no3)3·nh2o：0.11*324.92=35.74克
称取0.04摩尔的cd(no3)2·4h2o：0.04*308.48=12.34克
称取1.5摩尔的柠檬酸：1.5*210.14=315.21克
ce(no3)3·6h2o,la(no3)3·nh2o,cd(no3)2·4h2o和柠檬酸分别用去离子水溶解；混合以上溶液并搅拌均匀；放入水浴锅中加热至45℃，在45℃下连续搅拌，并在搅拌过程中通过加氨水，使溶液的ph值保持在7，直至形成凝胶；将凝胶移入蒸发皿放在电炉上加热，直至发生自蔓延燃烧形成蓬松的氧化物粉末；
将粉末在600℃煅烧30min去除有机物，然后在800℃±10℃煅烧3±0.1小时，形成clco粉末。
实施例2
圆片的制备：将实施例1制备成的clco粉末放入模具中，在300mpa的压力下，制成直径为13mm±0.1mm、厚度0.5mm±0.1mm的圆片，将圆片以每分钟3℃的加热速度加热到1350℃保温4小时，得到所需要的电解质圆片。
电导率的测试方法：
电解质的交流电导采用两端子法测定。将1350℃±10℃下烧结4±0.1小时后的所得的ce0.85la0.11cd0.04o2-α电解质圆片两面涂上银浆，然后于450℃焙烧2h后制得银电极。用银丝将两端的银电极与交流阻抗仪连接。采用的交流阻抗仪为上海辰华仪器有限公司型号为chi660e电化学工作站，应用电位10mv，测定频率范围1khz-20mhz，测定交流电导的温度为700℃，在空气气氛中测定，在空气气氛中测定。电导率采用如下公式计算：
式中，σ为电解质电导率，s/cm；
h为电解质片厚度，单位cm；
r为电解质电阻，单位ω；
s为电解质片横截面积，单位cm2。