CN113054230A - 一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用 - Google Patents

一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113054230A
CN113054230A CN201911264153.6A CN201911264153A CN113054230A CN 113054230 A CN113054230 A CN 113054230A CN 201911264153 A CN201911264153 A CN 201911264153A CN 113054230 A CN113054230 A CN 113054230A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
thickness
electrode
interface
membrane electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911264153.6A
Other languages
English (en)
Inventor
赵哲
王秀玲
邵志刚
程谟杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201911264153.6A priority Critical patent/CN113054230A/zh
Publication of CN113054230A publication Critical patent/CN113054230A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种可逆固体氧化物电池(Solid Oxide Cells，SOCs)的膜电极及其制备方法与应用，所述固体氧化物电池的膜电极由燃料电极集流层，燃料电极层，界面修饰层1，电解质层，界面修饰层2，氧电极层，氧电极集流层组成。其中，界面层修饰层1和2为ZaCe1‑aO2氧化物，致密度达到95％，Z为La，Pr，Sm，Gd中一种或几种，0≤a≤0.5。本发明的膜电极具有很好的氧化循环稳定性，在电池模式和电解池模式下均有优异的电化学性能和稳定性。

Description

一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及燃料电池和电解池领域，具体涉及一种可逆固体氧化物电池的膜电极。
背景技术
可逆固体氧化物电池(Reversible Solid Oxide Cell，RSOC)是一种绿色高效的全固态结构电化学能量转化装置。它既可以用作固体氧化物燃料电池(Solid Oxide FuelCell，SOFC)，在高温下将燃料的化学能不经过燃烧直接转变为电能；又可以用作固体氧化物电解池(Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC)，将过剩的电能高效地转化为化学能进行储存。可逆固体氧化物电池具有广泛的应用前景。
RSOC的核心部件膜电极，包括电解质、燃料电极和氧电极，三者构成了三明治结构。电极/电解界面处具有大量的反应活性位，直接影响膜电极性能和稳定性。目前在膜电极设计过程中，研究者为了使用高活性Co/Fe基钙钛矿氧电极材料，在氧电极与电解质之间修饰一层Gd0.2Ce0.8O2隔层，进而提升电化学性能。但由于通常隔层是多孔的，在充放电长期运行过程中，Co/Fe基钙钛矿氧电极依然会穿过隔层，与传统的锆基电解质反应，导致膜电极性能衰减。在电解池模式下运行时，Ni-YSZ电极暴露在高湿度条件下，会发生显著的颗粒聚结现象，Ni覆盖率下降，极化电阻增大，导致膜电极的电化学性能明显下降。因此，如何设计膜电极结构，特别是设计燃料电极/电解质，氧电极/电解质界面，优化膜电极组成，对发展可逆固体氧化物电池具有重要意义。
发明内容
本发明公开了一种可逆固体氧化物电池的膜电极，膜电极由燃料电极集流层，燃料电极层，界面修饰层Ⅰ，电解质层，界面修饰层Ⅱ，氧电极层，氧电极集流层组成。其中，界面层修饰层Ⅰ和Ⅱ为ZaCe1-aO2氧化物，致密度达到95％以上，Z为La，Pr，Sm，Gd中一种或几种，0≤a≤0.5。本发明的膜电极显示出优异的电化学性能和稳定性。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：
本发明提供一种可逆固体氧化物电池的膜电极，所述膜电极由燃料电极集流层，燃料电极层，界面修饰层Ⅰ，电解质层，界面修饰层Ⅱ，氧电极层，氧电极集流层组成。其中，界面层修饰层Ⅰ和Ⅱ为ZaCe1-aO2氧化物，界面层修饰层Ⅰ和Ⅱ的厚度为2-10微米，致密度达到95％以上，Z为La，Pr，Sm，Gd，Y中一种或几种，0≤a≤0.5。
基于以上技术方案，优选的，所述膜电极燃料电极集流层为NiO，燃料电极层为NiO与ZaCe1-aO2的复合物，电解质层为NbZr1-bO2,，氧电极层为钙钛矿氧化物Ln1-xSrxMO3与ZaCe1- aO2的复合物，氧电极集流层为Ln1-xSrxMO3-δ氧化物，其中，Z为La，Pr，Sm，Gd中一种或几种，N为Ln为Sc，Ce，Yb，Y中一种或几种，M为Mn，Co，Fe，Ni，Cu中一种或几种，0≤a≤0.5，0≤b≤0.5，0≤x≤1。
基于以上技术方案，优选的，所述燃料电极层为NiO与ZaCe1-aO2的复合物，NiO与ZaCe1-aO2的质量比为40:60～60:40；氧电极层为钙钛矿氧化物Ln1-xSrxMO3与ZaCe1-aO2的复合物，Ln1-xSrxMO3与ZaCe1-aO2的质量比为30:70～80:20。
基于以上技术方案，优选的，所述燃料电极层为NiO与ZaCe1-aO2的复合物，NiO与ZaCe1-aO2的质量比优选45:55～55:45；氧电极层为钙钛矿氧化物Ln1-xSrxMO3与ZaCe1-aO2的复合物，Ln1-xSrxMO3与ZaCe1-aO2的质量比为50:50～70:30。
基于以上技术方案，优选的，所述膜电极的燃料电极集流层的厚度为10-50微米，燃料电极层的厚度为10-30微米，界面修饰层Ⅰ的厚度为2-10微米，电解质层的厚度为50-300微米，界面修饰层Ⅱ的厚度为2-10微米，氧电极层的厚度为10-30微米，氧电极集电层的厚度为30-100微米。
基于以上技术方案，优选的，所述膜电极的燃料电极集流层的厚度优选为20-30微米，燃料电极层的厚度优选为10-15微米，界面修饰层Ⅰ的厚度优选为2-5微米，电解质层的厚度优选为80-200微米，界面修饰层Ⅱ的厚度优选为2-5微米，氧电极层的厚度优选为10-20微米，氧电极集电层的厚度优选为50-80微米。
本发明还提供一种上述可逆固体氧化物电池的膜电极的制备方法，所述膜电极的制备过程包括如下步骤：
(1)采用流延或干压法制备电解质初始层，在高温1250-1450℃，烧结3-10小时后，得到电解质层；
(2)通过磁控溅射法在电解质层两侧分别制备界面修饰层Ⅰ和界面修饰层Ⅱ，并在马弗炉中800-1000℃退火2-8小时，得到界面修饰层Ⅰ和Ⅱ的致密度达到95％以上；
(3)采用丝网印刷或浆料涂覆法在界面修饰层Ⅰ上依次制备燃料电极层和燃料电极集流层，在高温1200-1300℃，烧结3-10小时后，得到多孔燃料电极层和燃料电极集流层；
(4)采用丝网印刷或浆料涂覆法在界面修饰层Ⅱ上依次制备氧电极功能层和氧电极集流层，在高温800-1250℃，烧结3-10小时后，得到多孔的氧电极层和氧电极集流层。
基于以上技术方案，优选的，所述膜电极的制备过程中步骤(3)：磁控溅射法在电解质层两侧制备界面修饰层Ⅰ和Ⅱ的溅射参数为：靶基距为5-6cm，基片台的转速在10-15圈/分钟，溅射气压为0.1Pa-1Pa，溅射功率密度P＝5-10W/cm2，氧气流量与氩气流量之比为1/10-1/20，溅射基底温度在300-600℃。
本发明还提供一种上述膜电极在可逆固体氧化物电池中的应用。
有益效果
(1)本发明公开的可逆固体氧化物电池的膜电极。通常为了提高固体氧化物膜电极的电化学性能，会在氧电极与电解质间添加一层修饰层，提高电池模式下电化学性能。而在电解模式下运行时，燃料电极/电解质界面处由于Ni(OH)2挥发沉积，导致电化学性能不断衰减。本发明在电解质层两侧均添加了修饰层，有效地改善了燃料电极和氧电极与电解质间界面。由于修饰层致密度高，可以提高界面长期稳定性。
(2)采用磁控溅射法制备修饰层，一方面极大地提高了修饰层的均匀性，另一方面可以提高修饰层的致密度，可以有效地抑制电极与电解质间元素扩散，稳定燃料电极层/电解质层，氧电极层/电解质层间界面，使得膜电极具有良好的稳定性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
对比例1
RSOC膜电极，依次包括燃料电极集流层、燃料电极层、电解质层、界面修饰层、氧电极层、氧电极集流层。燃料电极集流层为NiO，厚度为50微米，燃料电极层为NiO与Gd0.2Ce0.8O2(质量比为50:50)厚度为10微米，电解质层为Y0.15Zr0.85O2，厚度为200微米，界面修饰层为多孔结构，孔隙率为20％，界面修饰层为Gd0.2Ce0.8O2，厚度为2微米，氧电极层为La0.8Sr0.2MnO3与Gd0.2Ce0.8O2(质量比为50:50)，厚度为15微米，氧电极集流层为La0.8Sr0.2MnO3，厚度为80微米。NiO，Gd0.2Ce0.8O2，Y0.15Zr0.85O2为市购的产品，La0.8Sr0.2MnO3采用燃烧法制备，制备过程可参见《Journal of Power Sources 222(2013)542-553》。
膜电极电化学测试结果如下，测试温度850℃下，在燃料电池模式下，0.75V下，电流密度达到0.32A.cm-2。在电解池模式下，阴极测湿度45％，1.3V电解电压下，电流密度达到0.17A.cm-2。
对比例2
RSOC膜电极，依次包括燃料电极集流层、燃料电极层、电解质层、界面修饰层、氧电极层、氧电极集流层。燃料电极集流层为NiO，厚度为50微米，燃料电极层为NiO与Gd0.2Ce0.8O2(质量比为50:50)厚度为10微米，电解质层为Y0.15Zr0.85O2，厚度为200微米，界面修饰层为Gd0.2Ce0.8O2，厚度为2微米，致密度达到98％，氧电极层为La0.8Sr0.2MnO3与Gd0.2Ce0.8O2(质量比为50:50)，厚度为15微米，氧电极集流层为La0.8Sr0.2MnO3，厚度为80微米。NiO，Gd0.2Ce0.8O2，Y0.15Zr0.85O2为市购的产品，La0.8Sr0.2MnO3采用燃烧法制备，制备过程可参见《Journal of Power Sources 222(2013)542-553》。
膜电极电化学测试结果如下，测试温度850℃下，在燃料电池模式下，0.75V下，电流密度达到0.38A.cm-2。在电解池模式下，阴极测湿度45％，1.3V电解电压下，电流密度达到0.21A.cm-2。
实施例1
RSOC膜电极：燃料电极集流层为NiO，厚度为50微米，燃料电极层为NiO与Gd0.2Ce0.8O2(质量比为50:50)厚度为10微米，界面修饰层1为Gd0.2Ce0.8O2，厚度为2微米，致密度达到98％，电解质层为Y0.15Zr0.85O2，厚度为200微米，界面修饰层2为Gd0.2Ce0.8O2，厚度为2微米，致密度达到98％，氧电极层为La0.8Sr0.2MnO3与Gd0.2Ce0.8O2(质量比为50:50)，厚度为15微米，氧电极集流层为La0.8Sr0.2MnO3，厚度为80微米。NiO，Gd0.2Ce0.8O2，Y0.15Zr0.85O2为市购的产品，La0.8Sr0.2MnO3采用燃烧法制备，制备过程可参见《Journal of Power Sources 222(2013)542-553》。
RSOC膜电极制备：采用干压法制备Y0.15Zr0.85O2电解质层：称取Y0.15Zr0.85O2粉体放置在压片模具中，然后在200MP压力下保压2-3分钟得到初始片，然后在1450℃烧结5小时后，得到致密电解质层。采用磁控溅射法在电解质层两侧制备界面修饰层1和2，在900℃退火。具体溅射参数为：靶基距为5cm，基片台的转速在10圈/分钟，溅射气压为0.1Pa，溅射功率密度P＝5W/cm2，氧气流量与氩气流量之比为1/10，溅射基底温度在300℃。靶材为采购的Gd：Ce原子比＝1：4的金属靶材。采用浆料涂覆法在界面修饰层1上依次制备燃料电极层和燃料电极集流层，在高温1250℃烧结5小时后，得到多孔燃料电极层和燃料电极集流层。采用浆料涂覆法在界面修饰层2上依次制备氧电极功能层和氧电极集流层，在高温1200℃烧结3小时后，得到多孔的氧电极层和氧电极集流层。
膜电极电化学测试结果如下，测试温度850℃下，在燃料电池模式下，0.75V下，电流密度达到0.4A.cm-2。在电解池模式下，阴极测湿度45％，1.3V电解电压下，电流密度达到0.35A.cm-2。
实施例2
RSOC膜电极：燃料电极集流层为NiO，厚度为30微米，燃料电极层为NiO与Sm0.4Ce0.6O2(质量比为50:50)厚度为12微米，界面修饰层1为Sm0.4Ce0.6O2，厚度为5微米，致密度达到98％，电解质层为Sc0.15Zr0.85O2，厚度为200微米，界面修饰层2为Sm0.4Ce0.6O2，厚度为5微米，致密度达到98％，氧电极层为La0.6Sr0.4Co0.5Fe0.5O3与Sm0.4Ce0.6O2质量比为(60:40)，厚度为10微米，氧电极集流层为La0.6Sr0.4Co0.5Fe0.5O3，厚度为50微米。NiO，Sm0.4Ce0.6O2，Sc0.15Zr0.85O2为市购的产品，La0.6Sr0.4Co0.5Fe0.5O3采用燃烧法制备，制备过程可参见《Journal of Power Sources 222(2013)542-553》。
RSOC膜电极制备：采用干压法制备Sc0.15Zr0.85O2电解质初始层，称取Sc0.15Zr0.85O2粉体放置在压片模具中，然后在200MP压力下保压2-3分钟得到初始片，然后在1400℃烧结5小时后，得到致密电解质层。采用磁控溅射法在电解质层两侧制备界面修饰层1和2，在900℃退火。具体溅射参数为：靶基距为5cm，基片台的转速在10圈/分钟，溅射气压为0.1Pa，溅射功率密度P＝5W/cm2，氧气流量与氩气流量之比为1/10，溅射基底温度在300℃。靶材为市购的Sm：Ce原子比＝2：3的金属靶材。采用浆料涂覆法在界面修饰层1上依次制备燃料电极层和燃料电极集流层，在高温1280℃烧结5小时后，得到多孔燃料电极层和燃料电极集流层。采用浆料涂覆法在界面修饰层2上依次制备氧电极功能层和氧电极集流层，在高温1000℃烧结3小时后，得到多孔的氧电极层和氧电极集流层。
膜电极电化学测试结果如下，测试温度850℃下，在燃料电池模式下，0.75V下，电流密度达到0.6A.cm-2。在电解池模式下，阴极测湿度45％，1.3V电解电压下，电流密度达到0.8A.cm-2。电解模式下运行500h，性能无明显衰减。

Claims (9)

1.一种可逆固体氧化物电池的膜电极，其特征在于：所述膜电极依次包括燃料电极集流层，燃料电极层，界面修饰层Ⅰ，电解质层，界面修饰层Ⅱ，氧电极层，氧电极集流层；所述界面层修饰层Ⅰ和界面修饰层Ⅱ独立的为ZaCe1-aO2氧化物，界面层修饰层Ⅰ和界面修饰层Ⅱ的厚度均为2-10微米，所述界面层修饰层Ⅰ和界面修饰层Ⅱ致密度为95％以上，Z为La，Pr，Sm，Gd，Y中一种或几种，0≤a≤0.5。
2.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于：所述电极集流层为NiO，所述燃料电极层为NiO和ZaCe1-aO2的复合物，所述电解质层为NbZr1-bO2,，所述氧电极层为钙钛矿氧化物Ln1- xSrxMO3与ZaCe1-aO2的复合物，所述氧电极集流层为Ln1-xSrxMO3-δ氧化物，其中，Z为La，Pr，Sm，Gd中一种或几种，N为Ln为Sc，Ce，Yb，Y中一种或几种，M为Mn，Co，Fe，Ni，Cu中一种或几种，0≤a≤0.5，0≤b≤0.5，0≤x≤1。
3.根据权利要求2所述的膜电极，其特征在于：所述燃料电极层为NiO与ZaCe1-aO2的复合物，NiO与ZaCe1-aO2的质量比为40:60～60:40；氧电极层为钙钛矿氧化物Ln1-xSrxMO3与ZaCe1- aO2的复合物，Ln1-xSrxMO3与ZaCe1-aO2的质量比为30:70～80:20。
4.根据权利要求3所述的膜电极，其特征在于：所述燃料电极层为NiO与ZaCe1-aO2的复合物，NiO与ZaCe1-aO2的质量比为45:55～55:45；氧电极层为钙钛矿氧化物Ln1-xSrxMO3与ZaCe1- aO2的复合物，Ln1-xSrxMO3与ZaCe1-aO2的质量比为50:50～70:30。
5.一种权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述膜电极的燃料电极集流层的厚度为10-50微米，燃料电极层的厚度为10-30微米，界面修饰层Ⅰ的厚度为2-10微米，电解质层的厚度为50-300微米，界面修饰层Ⅱ的厚度为2-10微米，氧电极层的厚度为10-30微米，氧电极集电层的厚度为30-100微米。
6.根据权利要求5所述的膜电极，其特征在于，所述膜电极的燃料电极集流层的厚度为20-30微米，燃料电极层的厚度为10-15微米，界面修饰层Ⅰ的厚度为2-5微米，电解质层的厚度为80-200微米，界面修饰层Ⅱ的厚度为2-5微米，氧电极层的厚度为10-20微米，氧电极集电层的厚度为50-80微米。
7.一种权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于：所述膜电极的制备过程包括如下步骤：
(1)采用流延或干压法制备电解质初始层，在高温1250-1450℃，烧结3-10小时后，得到电解质层；
(2)通过磁控溅射法在电解质层两侧分别制备界面修饰层Ⅰ和界面修饰层Ⅱ后，于800-1000℃退火2-8小时，得到整体Ⅰ；
(3)采用丝网印刷或浆料涂覆法在整体Ⅰ的界面修饰层Ⅰ上依次制备燃料电极层和燃料电极集流层，在1200-1300℃，烧结3-10小时后，得到整体Ⅱ；
(4)采用丝网印刷或浆料涂覆法在整体Ⅱ的界面修饰层Ⅱ上依次制备氧电极功能层和氧电极集流层，在800-1250℃，烧结3-10小时后，得到所述膜电极。
8.根据权利要求7所述的的制备方法，其特征在于：所述膜电极的制备过程中步骤(2)：磁控溅射法在电解质层两侧制备界面修饰层Ⅰ和界面修饰层Ⅱ2的溅射参数为：靶基距为5-6cm，基片台的转速在10-15圈/分钟，溅射气压为0.1Pa-1Pa，溅射功率密度P＝5-10W/cm2，氧气流量与氩气流量之比为1/10-1/20，溅射基底温度在300-600℃。
9.一种权利要求1-6任意一项所述膜电极的应用，其特征在于，所述膜电极应用于固体氧化物电池中。
CN201911264153.6A 2019-12-10 2019-12-10 一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用 Pending CN113054230A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911264153.6A CN113054230A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911264153.6A CN113054230A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113054230A true CN113054230A (zh) 2021-06-29

Family

ID=76505091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911264153.6A Pending CN113054230A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113054230A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783554A (zh) * 2004-12-02 2006-06-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种固体氧化物燃料电池膜电极结构及制备方法
CN105226294A (zh) * 2014-06-17 2016-01-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备和应用
CN108899214A (zh) * 2018-07-09 2018-11-27 吉林大学 一种硫修饰金属氢氧化物电极材料的制备方法
KR20190002353A (ko) * 2017-06-29 2019-01-08 코오롱인더스트리 주식회사 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법 그리고 이를 포함하는 연료 전지
CN109935796A (zh) * 2017-12-19 2019-06-25 成都亦道科技合伙企业（有限合伙） 一种全氧化物固态锂电池结构及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783554A (zh) * 2004-12-02 2006-06-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种固体氧化物燃料电池膜电极结构及制备方法
CN105226294A (zh) * 2014-06-17 2016-01-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备和应用
KR20190002353A (ko) * 2017-06-29 2019-01-08 코오롱인더스트리 주식회사 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법 그리고 이를 포함하는 연료 전지
CN109935796A (zh) * 2017-12-19 2019-06-25 成都亦道科技合伙企业（有限合伙） 一种全氧化物固态锂电池结构及其制备方法
CN108899214A (zh) * 2018-07-09 2018-11-27 吉林大学 一种硫修饰金属氢氧化物电极材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Duan et al. Zr and Y co-doped perovskite as a stable, high performance cathode for solid oxide fuel cells operating below 500 C
CN111900449B (zh) 固体氧化物燃料电池、其制备方法和用途
Ma et al. Electrochemical performances of solid oxide fuel cells based on Y-substituted SrTiO3 ceramic anode materials
CN103390739B (zh) 一种固体氧化物燃料电池氧化铈基电解质隔层及其制备
KR20090023255A (ko) 세리아 및 스테인리스 스틸 기재 전극
CN112695285B (zh) 固体氧化物燃料电池、氧化铈基隔离层及其制备方法
JP2009110934A5 (zh)
CN113381041B (zh) 一种电极支撑型固体氧化物燃料电池及其制备方法
CN103887549B (zh) 一种固体氧化物燃料电池复合电解质薄膜及其制备
CN102683721B (zh) 一种固体氧化物燃料电池、功能梯度复合阴极及制备方法
CN102340008A (zh) 一种固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法
Yang et al. (La0. 8Sr0. 2) 0.98 MnO3-δ-Zr0. 92Y0. 16O2-δ: PrOx for oxygen electrode supported solid oxide cells
Chen et al. Impregnated Nd2NiO4+ δ-scandia stabilized zirconia composite cathode for intermediate-temperature solid oxide fuel cells
Fu et al. Performance of Pd-impregnated Sr1. 9FeNb0. 9Mo0. 1O6-δ double perovskites as symmetrical electrodes for direct hydrocarbon solid oxide fuel cells
CN103887548B (zh) 一种具有择优取向的氧化铈基电解质薄膜及其制备和应用
Zeng et al. Enhancing the oxygen reduction reaction activity and durability of a solid oxide fuel cell cathode by surface modification of a hybrid coating
JP4989774B2 (ja) 電極材料及びそれを含む固体酸化物型燃料電池セル
Xi et al. Enhanced reaction kinetics of BCFZY-GDC-PrOx composite cathode for low-temperature solid oxide fuel cells
JP5242840B1 (ja) 燃料電池セル
Meng et al. Highly efficient and stable intermediate-temperature solid oxide fuel cells using Bi-deficient perovskite cathode
Teng et al. Designing one-step co-assembled Pr1. 95Ce0. 05CuO4-Ce0. 8Pr0. 2O1. 9 composite cathode with extraordinary oxygen reduction activity for solid oxide fuel cells
CN113782794B (zh) 一种基于金属离子电池材料的燃料电池及其制作方法
CN113054230A (zh) 一种可逆固体氧化物电池的膜电极及其制备方法与应用
JP5117605B2 (ja) 電極材料及びそれを含む固体酸化物型燃料電池セル
JP5198908B2 (ja) 高性能固体酸化物形燃料電池膜電極接合体（ｓｏｆｃ−ｍｅａ）に積層する完全緻密な電解質層の製造方法。

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210629