一种高性能的固体氧化物燃料电池的制作方法

文档序号:34861751发布日期:2023-07-23 10:42阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高性能的固体氧化物燃料电池,所述固体氧化物燃料电池包括发电堆,发电堆由至少一对电池单体的发电部交替层叠而成,所述电池单体的发电部包括电解质层以及分别设置在其上下表面的阴极和阳极,所述阴极具有阴极功能层,所述阳极具有阳极功能层,所述发电堆内设置有向所述阳极供给燃料的燃料气通道和向所述阴极供给氧化剂的氧化剂通道,燃料气、氧化剂进口接头、出口接头设置在框架连接体两端或靠近两端的两侧,其特征在于:多孔支撑体以p盐作为粘结剂,所述电解质层为复合型质子导体电解质、复合型离子导体电解质、混合复合电解质中的一种;所述阳极功能层由复合阳极功能材料制备而成,所述复合阳极功能材料为纳米稀土元素粉料包裹着具有阳极催化功能的阳极催化剂核壳结构材料,所述阴极功能层由阴极材料制备而成,所述阴极材料为镨、钕、钐、铕、钆、镧、铈、钷、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥与钡、锰、镓、镁、锆混合金属粉末复合功能材料;所述燃料气通道和氧化剂通道的截面形状为多棱多角几何形或多瓣花型或圆型,所述燃料气通道和氧化剂通道的通道表面则制上多种型式的三维结构的花纹。

2.根据权利要求1所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于,所述多孔支撑体的制备方法为:将p盐作为粘结剂,并加入造孔剂、增强体、复合粉体,和去离子水进行搅拌,然后再加入消泡剂充分搅拌,并边加入边搅拌,搅拌半小时~2小时再球磨1~24小时,得到复合陶瓷原料;

3.根据权利要求2所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于:所述p盐包括磷酸钙、磷酸镧、磷酸铝石、磷酸锌、磷酸铝二氢、磷酸铈;

4.根据权利要求1所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于:在支撑体素坯的上下平面的任一面上设置催化剂浆料,然后布上传统氧化钇稳定氧化锆粉料或浆料,也可布上复合电解质层;

5.根据权利要求4所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于:所述催化剂浆料为包括ceo的多种稀土复合纳米材料;

6.根据权利要求1所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于,所述阳极功能层、阴极功能层的制备方法为:在多孔支撑体已布上电解质层的面上再置上用纳米氧化钇或氧化锆粉料包裹着的nio的复合阳极功能材料,也可置以静电纺纤维、其他类型颗粒的阳极功能材料,然后在阳极功能材料上置上阳极导体的多孔或网状集电极层以导出阳极上产生的电子;

7.根据权利要求1所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于:在所述电池单体之间凡与其他单池接触的部分均设置了一层平面的多孔高温绝缘性氧化物陶瓷涂层,所述涂层包括al2o3、zro2、sio2。

8.根据权利要求1所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于:在有导电性要求的密封面间采用金属弹性圈密封或再加上zro2陶瓷金属活性封接法进行组合密封;在有绝缘要求的密封面之间,采用玻璃和玻璃陶瓷密封材料进行密封。

9.根据权利要求8所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于:在有绝缘要求的密封面之间也可以陶瓷、陶瓷基复合材料高温钎焊进行密封,所述陶瓷基复合材料为al2tio5,还掺杂有稀土元素la、y和氧化钡等,还可将碳化硅、氮化硅、高熔点金属良导体合金元素钛、铌、钽、钨、铜的碳化物进行扩散焊接。

10.根据权利要求1所述的一种高性能的固体氧化物燃料电池,其特征在于:在同一多孔支撑体上可设置一种电解质的单池,也可设置有多块不同功能电解质的一板多池形sofc发电单元,在不同功能单池之间相间设置有绝缘功能的氧化物陶瓷。


技术总结
本发明公开了一种高性能的固体氧化物燃料电池,多孔支撑体以P盐作为粘结剂,电解质层为复合型质子导体电解质、复合型离子导体电解质、混合复合电解质中的一种;阳极功能层由复合阳极功能材料制备而成,阴极功能层由阴极材料制备而成;燃料气通道和氧化剂通道的截面形状为多棱多角几何形或多瓣花型或圆型,燃料气通道和氧化剂通道的通道表面则制上多种型式的三维结构的花纹。本发明一种高性能的固体氧化物燃料电池使用P盐作为粘结剂,解决单池素坯在生产流程中强度太低,容意破损、难脱模、易变形易塌落散架致使成品率较低等问题。

技术研发人员:巢建平
受保护的技术使用者:常州科宇塑料机械有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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