CN103531823A - 一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料及其制备方法，本发明涉及一种中低温固体氧化物燃料电池阳极材料及其制备方法。本发明是要解决现有的镍基阳极在使用碳基燃料时，电池高温工作条件下会发生镍团聚现象，致使阳极性能发生衰减的问题，本发明采用静电纺丝技术和煅烧方法制备了GDC纳米纤维，将GDC纳米纤维表面化学镀镍，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料。本发明一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料中GDC陶瓷纤维表面镀覆的镍颗粒分散性好，镍与陶瓷间具有较好的结合性，用一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极制备的电极，可有效降低镍团聚程度，可用于中低温固体氧化物燃料电池领域。

Description

一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种中低温固体氧化物燃料电池阳极材料及其制备方法。
背景技术
固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种有别于传统能源的能量转化方式，正在逐渐受到各国的重视。阳极是燃料电池电路系统中不可缺少的重要组成部分，SOFC通过阳极提供燃料气体。阳极材料的选择、微观结构的设计直接影响SOFC的工作特性，因此研究高性能阳极就显得尤为重要。阳极的性能主要体现在三相界面的大小，即为燃料极-电解质-燃料的接触位置，三相界面（电解质-燃料-阳极组成的界面区域）越大，电极反应位置越多，理论上电极性能就会越高。
到目前为止，当使用氢气做燃料时，Ni-GDC（GDC为氧化钆掺杂氧化铈）复合材料是最广为被使用的阳极材料之一，它存在很多优点：具有较高的电子传导性；合理的离子传导性；对氢氧化具有较好的催化活性。然而，当使用碳基燃料时，Ni-GDC复合阳极存在很多缺点，Ni-GDC复合阳极容易发生硫毒化而使Ni出现不可避免的团聚现象，并且可以催化生成碳纤维产生碳沉积，使阳极发生性能衰减，从而影响电极工作。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的镍基阳极在使用碳基燃料时，电池高温工作条件下会发生镍团聚现象致使阳极性能发生衰减的问题，而提供一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料及其制备方法。
本发明的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料是在GDC纳米纤维表面粘附着Ni纳米颗粒；其中GDC的化学式为Ce0.8Gd0.2O1.9。
本发明的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料是采用静电纺丝技术制备GDC纳米纤维，再以化学镀的方式将Ni镀覆在GDC纳米纤维表面，经烧结后制得一维纳米纤维基NiO-GDC阳极材料。GDC纳米纤维表面粘附着Ni纳米颗粒，Ni颗粒呈现出连续且不均匀的分布形式，Ni颗粒镀层与陶瓷间具有较好的结合性，限制了Ni颗粒移动，有效降低了Ni颗粒的团聚程度，避免了三相界面减小的现象，从而达到改善阳极电化学性能的目的，同时这种Ni颗粒在GDC纳米纤维呈现连续不均匀分布的独特的结构，使Ni-GDC复合阳极可有效地避免碳沉积、硫中毒，抑制镍团聚。
上述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法按以下步骤进行：
一、依照化学式Ce0.8Gd0.2O1.9，按Ce元素、Gd元素摩尔比为4﹕1的比例分别称取硝酸铈、硝酸钆，然后将硝酸铈、硝酸钆加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在室温下磁力搅拌至硝酸铈、硝酸钆完全溶解，再加入聚乙烯吡咯烷酮搅拌，得到静电纺丝前驱液，再进行静电纺丝，得到纳米纤维；
所述静电纺丝前驱液中硝酸铈、硝酸钆总的质量浓度为6～22%，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为8～12%；
二、将纳米纤维以2～5℃/min的升温速率升温至280～300℃时恒温烧结2～3h,然后继续以2～5℃/min的升温速率升温至500～1000℃，并且恒温烧结2～3h，得到一维纳米纤维状GDC材料；
三、将步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料加入到化学镀镍溶液中进行化学镀镍，得到表面覆Ni的一维纳米纤维状GDC材料；
四、将步骤三得到的表面覆Ni的一维纳米纤维状GDC材料以2℃/min～5℃/min的升温速率升温至1200～1400℃，保温2h，再以2℃/min～5℃/min降温速率降至室温，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料。
其中步骤三中所述的化学镀镍溶液是按硫酸镍的浓度为20～25g/L，EDTA二钠的浓度为10～15g/L，酒石酸钠的浓度为20～25g/L，质量浓度为80%的水合肼的浓度为80～100ml/L，稳定剂的浓度为0.01～0.04g/L将硫酸镍、EDTA二钠、酒石酸钠、质量浓度为80%的水合肼、稳定剂加入到水中，再用氢氧化钠调节溶液的pH值为13.65以上得到的，其中稳定剂为钼酸铵或硫脲。
步骤三中所述的化学镀镍的镀覆温度93～95℃，镀覆时间为45～50min。
本发明针对Ni团聚问题，采用静电纺丝技术和煅烧处理制备了GDC纳米纤维，然后在GDC纳米纤维化学镀Ni，经高温烧结后形成一维纳米纤维基Ni-GDC阳极材料，在该阳极材料中，镍是以氧化态的形式存在的，即NiO，通过此制备方法制得的阳极材料有效避免了Ni团聚现象。Ni颗粒在GDC纳米纤维表面呈现连续分布，Ni颗粒与GDC纳米纤维基体结合良好，GDC纳米纤维形貌保持良好，三相界面较大。在电池中，阳极材料中的NiO经还原后得到的Ni，本发明的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料表现出良好的电化学性能，可用于中低温SOFC的阳极。
附图说明
图1是现有技术中的Ni-GDC金属陶瓷阳极结构示意图，其中1为GDC，2为Ni颗粒；
图2是具体实施方式一的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的结构示意图；其中1为GDC，3为Ni层；
图3是实施例一中经步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料的扫描电镜照片；
图4是实施例一中经步骤四得到的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的扫描电镜照片；
图5是实施例一中一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极在气体氛围为97%H2+3%H2O条件下，于600℃、650℃、700℃温度测得的阳极极化阻抗谱图；其中谱线1为600℃所得阳极极化阻抗谱，谱线2为650℃所得阳极极化阻抗谱，谱线3为700℃所得阳极极化阻抗谱。
图6是实施例二中经步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料的扫描电镜照片；
图7是实施例二中经步骤四得到的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的扫描电镜照片；
图8是实施例二中一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极在气体氛围为97%H2+3%H2O条件下，于600℃、650℃、700℃温度测得的阳极极化阻抗谱图；其中谱线1为600℃所得阳极极化阻抗谱，谱线2为650℃所得阳极极化阻抗谱，谱线3为700℃所得阳极极化阻抗谱。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料是在GDC纳米纤维表面粘附着Ni纳米颗粒；其中GDC的化学式为Ce0.8Gd0.2O1.9。
现有技术中的Ni-GDC金属陶瓷阳极结构示意图如图1所示，其中1为GDC，2为Ni颗粒，GDC作为支架虽然在一定程度上保持了Ni金属相的分散性和多孔性，但它不能满足以碳基物质作为燃料的理想阳极的商业化要求。使用碳基燃料，这种现有的Ni-GDC金属陶瓷阳极的结构模式，使Ni发生明显的团聚现象，Ni颗粒团聚成一个个大颗粒，而使电子传导路径发生中断，最终导致阳极性能发生衰减以致失效。而本实施方式的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的结构示意图如图2所示，其中1为GDC，3为Ni层，GDC纤维表面粘附着由Ni纳米颗粒形成的Ni层，Ni颗粒呈现出连续的分布形式，Ni颗粒镀层与陶瓷间具有较好的结合性，同时GDC纤维骨架起到有效的支撑作用，限制了Ni颗粒的移动和大颗粒的形成，可有效降低Ni颗粒的团聚程度，避免三相界面减小的现象，从而达到改善阳极电化学性能的目的。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是GDC与Ni的质量比为1：（0.3～0.7）。其他与具体实施方式一相同。
本实施方式的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料是GDC纳米纤维表面粘附着Ni纳米颗粒，Ni颗粒呈现出连续且不均匀的分布形式，有效降低了Ni颗粒的团聚程度，避免了三相界面减小的现象，从而达到改善阳极电化学性能的目的。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法按以下步骤进行：
一、依照化学式Ce0.8Gd0.2O1.9，按Ce元素、Gd元素摩尔比为4﹕1的比例分别称取硝酸铈、硝酸钆，然后将硝酸铈、硝酸钆加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在室温下磁力搅拌至硝酸铈、硝酸钆完全溶解，再加入聚乙烯吡咯烷酮搅拌，得到静电纺丝前驱液，再进行静电纺丝，得到纳米纤维；
二、将纳米纤维以2～5℃/min的升温速率升温至280～300℃时恒温烧结2～3h,然后继续以2～5℃/min的升温速率升温至500～1000℃，并且恒温烧结2～3h，得到一维纳米纤维状GDC材料；
三、将步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料加入到化学镀镍溶液中进行化学镀镍，得到表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料；
四、将步骤三得到的表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料以2℃/min～5℃/min的升温速率升温至1200～1400℃，保温2h，再以2℃/min～5℃/min降温速率降至室温，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是步骤三中所述的化学镀镍溶液是按硫酸镍的浓度为20～25g/L，EDTA二钠的浓度为10～15g/L，酒石酸钠的浓度为20～25g/L，质量浓度为80%的水合肼的浓度为80～100ml/L，稳定剂的浓度为0.01～0.04g/L将硫酸镍、EDTA二钠、酒石酸钠、质量浓度为80%的水合肼、稳定剂加入到水中，再用氢氧化钠调节溶液的pH值为13.65以上得到的，其中稳定剂为钼酸铵或硫脲。其中与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤三中所述的化学镀镍溶液是按硫酸镍的浓度为20g/L，EDTA二钠的浓度为10g/L，酒石酸钠的浓度为20g/L，质量浓度为80%的水合肼的浓度为100ml/L，钼酸铵的浓度为0.04g/L将硫酸镍、EDTA二钠、酒石酸钠、质量浓度为80%的水合肼、钼酸铵加入到水中，再用氢氧化钠调节溶液的pH值为13.7得到的。其中与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤三中所述的化学镀镍溶液是按硫酸镍的浓度为22g/L，EDTA二钠的浓度为12g/L，酒石酸钠的浓度为23g/L，质量浓度为80%的水合肼的浓度为90ml/L，硫脲的浓度为0.04g/L将硫酸镍、EDTA二钠、酒石酸钠、质量浓度为80%的水合肼、硫脲加入到水中，再用氢氧化钠调节溶液的pH值为13.8得到的。其中与具体实施方式四相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式三至六之一不同的是步骤三中所述的化学镀镍的镀覆温度93～95℃，镀覆时间为45～50min。其它与具体实施方式三至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式三至六之一不同的是步骤三中所述的化学镀镍的镀覆温度94℃，镀覆时间为48min。其它与具体实施方式三至六之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式三至八之一不同的是步骤一中所述的所述静电纺丝前驱液中硝酸铈、硝酸钆总的质量浓度为6～22%，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为8～12%。其它与具体实施方式三至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式三至九之一不同的是步骤一中所述的静电纺丝条件是电压为18KV，喷射针头直径为0.7mm，接收距离为15cm，环境温度20～30℃，相对湿度≤40%。其它与具体实施方式三至九之一相同。
用以下实例验证本发明的有益效果：
实施例1：本实施例的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法按以下步骤进行：
一、依照化学式Ce0.8Gd0.2O1.9，称取硝酸钆2.7919g和硝酸铈10.7437g放入50mL的DMF溶液中，磁力搅拌至溶液澄清，再称取6.7678g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）放入溶液中持续搅拌6h，使其溶解至均一稳定的透明溶液，得到GDC静电纺丝前驱液，再进行静电纺丝，得到纳米纤维；其中静电纺丝条件是电压为18KV，喷射针头直径为0.7mm（7号医用针头尖口磨平后得到的），接收距离为15cm，环境温度22℃，相对湿度为40%。
二、将纳米纤维以2℃/min的升温速率升温至300℃时恒温烧结2h,然后继续以2℃/min的升温速率升温至800℃，并且恒温烧结2h，得到一维纳米纤维状GDC材料；
三、称取硫酸镍为3.0122克、EDTA二钠为1.5065克、酒石酸钠为3.1340克，依次加入到100ml去离子水中溶解，再加入0.0060克钼酸铵；用氢氧化钠溶液和去离子水调节至PH为13.67，溶液体积为150mL，得到化学镀镍溶液；称取0.5032g步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料加入到化学镀镍溶液中，在93℃恒温水浴锅里进行化学镀镍，镀覆时间为45min，得到表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料；
四、将步骤三得到的表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料以5℃/min的升温速率升温至1400℃，保温2h，再以5℃/min降温速率降至室温，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料。
本实施例经步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料的扫描电镜照片如图2所示，从图3可以看出，纤维的直径为200～300nm。
经步骤四得到的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的扫描电镜照片如图4所示，从图4可以看出，一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料是在GDC纳米纤维表面粘附着Ni纳米颗粒；Ni颗粒在GDC纳米纤维表面呈现连续分布，Ni颗粒与GDC纳米纤维基体结合良好，同时GDC纤维骨架起到有效的支撑作用，限制了Ni颗粒的移动和大颗粒的形成，可有效降低Ni颗粒的团聚程度，避免三相界面减小的现象，从而达到改善阳极电化学性能的目的，即使应用在碳基燃料中，也可达到同样的效果。其中，一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料中GDC的化学式为Ce0.8Gd0.2O1.9，GDC与Ni的质量比为1：0.52。
称取0.3g实施例1制备的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料加入到0.3g异丁醇中分散，搅拌4小时，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极浆料。将该浆料涂在厚度为0.8mm直径为2cm的Ce0.8Gd0.2O1.9电解质圆片一面的中心位置，涂覆面积为0.7854cm2，再将其以2℃/min的升温速率升温至1400℃，然后在1400℃保温2h，再以2℃/min降温速率降至室温，完成Ni-GDC复合阳极制备。在该Ce0.8Gd0.2O1.9电解质圆片的另一面，与已涂覆Ni-GDC复合阳极浆料的一面相对应的中心位置涂以Pt浆作为对电极；Ce0.8Gd0.2O1.9电解质圆片的外围边缘用Pt浆粘附铂丝作为参比电极。以2℃/min的升温速率升温至1000℃，然后在1000℃保温1h，再以2℃/min降温速率降至室温，得到用于电化学性能测试的三电极体系。该三电极体系由Ni-GDC复合阳极、Pt对电极和Pt参比电极构成。将该三电极体系在600℃、650℃、700℃进行交流阻抗谱测试，测量频率为1MHz-0.01Hz，干扰电压为5mV，阳极一侧的气体氛围为97%H2+3%H2O，97%及3%均为体积百分比，得到的阳极极化阻抗谱如图5所示，其中谱线1为600℃所得阳极极化阻抗谱，谱线2为650℃所得阳极极化阻抗谱，谱线3为700℃所得阳极极化阻抗谱。从图5可以看出一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极在气体氛围为97%H2+3%H2O（体积百分比）条件下，于600℃、650℃、700℃温度测得的极化阻抗分别为0.94、0.26和0.10Ωcm2，极化阻抗较小，表现出良好的电化学性能。
将三电极体系阳极一侧的气体氛围改为95%CH4+5%H2O（体积百分比），测试阳极极化阻抗谱，于600℃、650℃、700℃温度测得的极化阻抗分别为0.98、0.29和0.18Ωcm2，极化阻抗变化较小，表现出良好的电化学性能，说明在碳基燃料中，Ni颗也没有发生团聚。
实施例二：本实施例的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法按以下步骤进行：
一、依照化学式Ce0.8Gd0.2O1.9，称取硝酸钆1.1726g和硝酸铈4.5124g放入30mL的DMF溶液中，磁力搅拌至溶液澄清，再称取3.7900g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）放入溶液中持续搅拌6h，使其溶解至均一稳定的透明溶液，得到GDC静电纺丝前驱液，再进行静电纺丝，得到纳米纤维；其中静电纺丝条件是电压为18KV，喷射针头直径为0.7mm（7号医用针头尖口磨平后得到的），接收距离为15cm，环境温度22℃，相对湿度为37%。
二、将纳米纤维以3℃/min的升温速率升温至300℃时恒温烧结2h,然后继续以3℃/min的升温速率升温至900℃，并且恒温烧结2h，以3℃/min的降温速率降温至室温，得到一维纳米纤维状GDC材料；
三、称取硫酸镍为3.1008克、EDTA二钠为1.5081克、酒石酸钠为3.2141克，按顺序溶解在100ml去离子水中，再加入0.0058克硫脲；用氢氧化钠溶液和去离子水调节至PH为13.65，溶液体积为150mL，得到化学镀镍溶液；称取0.5007g步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料加入到化学镀镍溶液中，在95℃恒温水浴锅里进行化学镀镍，镀覆时间为45min，得到表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料；
四、将步骤三得到的表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料以3℃/min的升温速率升温至1200℃，保温2h，再以3℃/min降温速率降至室温，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料。
本试验经步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料的扫描电镜照片如图6所示，从图6可以看出，纤维表面光滑，直径为150～200nm。其中，一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料中GDC的化学式为Ce0.8Gd0.2O1.9，GDC与Ni的质量比为1:0.60。
经步骤四得到的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的扫描电镜照片如图7所示，从图7可以看出，一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料是在GDC纳米纤维表面粘附着Ni纳米颗粒；Ni颗粒在GDC纳米纤维表面呈现连续分布，Ni颗粒与GDC纳米纤维基体结合良好，同时GDC纤维骨架起到有效的支撑作用，限制了Ni颗粒的移动和大颗粒的形成，可有效降低Ni颗粒的团聚程度，避免三相界面减小的现象，从而达到改善阳极电化学性能的目的，即使应用在碳基燃料中，也可达到同样的效果。
称取0.5g g实施例2制备的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料加入到0.5g异丁醇中分散，搅拌4小时，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极浆料。将该浆料涂在厚度为0.8mm直径为2cm的Ce0.8Gd0.2O1.9电解质圆片一面的中心位置，涂覆面积为0.7854cm2，再将其以3℃/min的升温速率升温至1400℃，然后在1400℃保温2h，再以3℃/min降温速率降至室温，完成Ni-GDC复合阳极制备。在该Ce0.8Gd0.2O1.9电解质圆片的另一面，与已涂覆Ni-GDC复合阳极浆料的一面相对应的中心位置涂以Pt浆作为对电极；Ce0.8Gd0.2O1.9电解质圆片的外围边缘用Pt浆粘附铂丝作为参比电极。以2℃/min的升温速率升温至1000℃，然后在1000℃保温1h，再以2℃/min降温速率降至室温，得到用于电化学性能测试的三电极体系。该三电极体系由Ni-GDC复合阳极、Pt对电极和Pt参比电极构成。将该三电极体系在600℃、650℃、700℃进行交流阻抗谱测试，测量频率为1MHz-0.01Hz，干扰电压为5mV，阳极一侧的气体氛围为97%H2+3%H2O，97%及3%均为体积百分比，得到的阳极极化阻抗谱如图8所示，其中谱线1为600℃所得阳极极化阻抗谱，谱线2为650℃所得阳极极化阻抗谱，谱线3为700℃所得阳极极化阻抗谱。从图8可以看出一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极在气体氛围为97%H2+3%H2O条件下，于600℃、650℃、700℃温度测得的极化阻抗分别为0.89、0.22和0.09Ωcm2，极化阻抗较小，表现出良好的电化学性能。
将三电极体系阳极一侧的气体氛围改为95%CH4+5%H2O（体积百分比），测试阳极极化阻抗谱，于600℃、650℃、700℃温度测得的极化阻抗分别为0.92、0.28和0.13Ωcm2，极化阻抗变化较小，表现出良好的电化学性能，说明在碳基燃料中，Ni颗也没有发生团聚。

Claims (8)

1.一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料，其特征在于该材料是在GDC纳米纤维表面粘附着Ni纳米颗粒；其中GDC的化学式为Ce0.8Gd0.2O1.9。
2.根据权利要求1所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料，其特征在于GDC与Ni的质量比为1：（0.3～0.7）。
3.制备如权利要求1所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、依照化学式Ce0.8Gd0.2O1.9，按Ce元素、Gd元素摩尔比为4﹕1的比例分别称取硝酸铈、硝酸钆，然后将硝酸铈、硝酸钆加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在室温下磁力搅拌至硝酸铈、硝酸钆完全溶解，再加入聚乙烯吡咯烷酮搅拌，得到静电纺丝前驱液，再进行静电纺丝，得到纳米纤维；
二、将纳米纤维以2～5℃/min的升温速率升温至280～300℃时恒温烧结2～3h,然后继续以2～5℃/min的升温速率升温至500～1000℃，并且恒温烧结2～3h，得到一维纳米纤维状GDC材料；
三、将步骤二得到的一维纳米纤维状GDC材料加入到化学镀镍溶液中进行化学镀镍，得到表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料；
四、将步骤三得到的表面覆盖Ni的一维纳米纤维状GDC材料以2℃/min～5℃/min的升温速率升温至1200～1400℃，保温2h，再以2℃/min～5℃/min降温速率降至室温，得到一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料。
4.根据权利要求3所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的化学镀镍溶液是按硫酸镍的浓度为20～25g/L，EDTA二钠的浓度为10～15g/L，酒石酸钠的浓度为20～25g/L，质量浓度为80%的水合肼的浓度为80～100ml/L，稳定剂的浓度为0.01～0.04g/L将硫酸镍、EDTA二钠、酒石酸钠、质量浓度为80%的水合肼、稳定剂加入到水中，再用氢氧化钠调节溶液的pH值为13.65以上得到的，其中稳定剂为钼酸铵或硫脲。
5.根据权利要求3所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的化学镀镍溶液是按硫酸镍的浓度为20g/L，EDTA二钠的浓度为10g/L，酒石酸钠的浓度为20g/L，质量浓度为80%的水合肼的浓度为100ml/L，钼酸铵的浓度为0.04g/L将硫酸镍、EDTA二钠、酒石酸钠、质量浓度为80%的水合肼、钼酸铵加入到水中，再用氢氧化钠调节溶液的pH值为13.7得到的。
6.根据权利要求3、4或5所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的化学镀镍的镀覆温度93～95℃，镀覆时间为45～50min。
7.根据权利要求3、4或5所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的所述静电纺丝前驱液中硝酸铈、硝酸钆总的质量浓度为6～22%，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为8～12%。
8.根据权利要求3、4或5所述的一维纳米纤维基Ni-GDC复合阳极材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的静电纺丝条件是电压为18KV，喷射针头直径为0.7mm，接收距离为15cm，环境温度20～30℃，相对湿度≤40%。
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