CN114634164B - 陶瓷氧泵及氢氧燃料电池的氧气提纯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种陶瓷氧泵及氢氧燃料电池的氧气提纯装置，制氧模组包括沿第一方向依次设置的正电极组件、电解质隔膜及负电极组件，通过正电极组件将混合气体中的氧气解离生成氧离子，电解质隔膜使得氧离子透过并到达负电极组件，正电极组件将氧离子复合生成氧气，由于本实施例中，负电极组件、电解质隔膜及正电极组件一体成型设置。使得陶瓷氧泵结构简单，提高了集成度，降低制氧能耗。
Description
技术领域
本发明涉及氢氧燃料电池技术领域，特别涉及一种陶瓷氧泵及氢氧燃料电池的氧气提纯装置。
背景技术
氢氧燃料电池膜电极包括催化层、扩散层及质子交换膜等，在反应过程中，若氧气中的杂质比如硫化物等，会使铂碳催化剂中毒，进而导致催化剂活性降低，燃料电池功率下降，寿命缩短等等。提纯氧气的方式有多种，例如，现有技术中，提出的氧化物电解质氧泵结构设计，不同单元通过无机粘结剂而密封在一起，结构较为复杂，集成度不高，泵氧能耗大。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种陶瓷氧泵，旨在解决现有现有的氢氧燃料电池的氧气提纯装置结构较为复杂，集成度不高，泵氧能耗大的问题。
为实现上述目的，本发明提出的陶瓷氧泵，包括制氧模组，所述制氧模组包括沿第一方向依次设置的正电极组件、电解质隔膜及负电极组件，所述正电极组件用以将混合气体中的氧气解离生成氧离子，所述电解质隔膜用以供所述氧离子透过，所述负电极组件用以将氧离子复合生成氧气，其中，所述负电极组件、所述电解质隔膜及所述正电极组件一体成型设置。
可选地，所述负电极组件形成有第一反应腔室和与所述第一反应腔室相连通的出气通道，所述第一出气通道用于使得所述第一反应腔室生成的氧气排出，所述正电极组件形成有第二反应腔室和与所述第二反应腔室相连通的进气通道，所述第二反应腔室通过所述电解质隔膜与所述第一反应腔室相连通，所述进气通道用于使得混合气体进入所述第二反应腔室；和/或，
所述电解质隔膜的制成材质为氧离子导电的氧化物；和/或，
所述电解质隔膜的厚度为H1，其中，1μm≤H1≤100μm；和/或，
所述负电极组件、所述电解质隔膜及所述正电极组件烧结为一体。
可选地，所述负电极组件包括依次设置的负极电极、负极集流体及负极连接体，所述负极电极邻近所述电解质隔膜设置，所述负极集流体呈环状设置，且所述负极集流体的两端分别与所述负极电极和所述负极连接体相抵接，以使得所述负极连接体和所述负极电极之间形成所述第一反应腔室，所述负极集流体的侧部形成有所述进气通道；和/或，
所述正电极组件包括依次设置的正极电极、正极集流体及正极连接体，所述正极电极邻近所述电解质隔膜设置，所述正极集流体层环状设置，且所述正极集流体的两端分别与所述正极电极和所述正极连接体相抵接，以使得所述正极连接体和所述正极电极之间形成所述第二反应腔室，且所述正极连接体沿上下向贯设有所述出气通道；和/或，
所述电解质隔膜的制成材质包括氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)、氧化钐掺杂氧化铈(SDC)、氧化钆掺杂氧化铈(GDC)、(La,Sr)(Ga,Mg)O3–δ、Er0.6Bi1.4O3–δ、La2Mo2O9、Sr1.65Na1.35Si3O8.325、掺杂BaCeO3–δ、BaZr1-x-yCexYyO3–δ、掺杂BaZrO3–δ、Sr2Sc1+xNb1–xO6–δ、掺杂La5.5WO11.25-δ及Ba3Ca1+xNb2–xO9至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<δ<1；和/或，
所述第一反应腔室和/或所述第二反应腔室沿所述电解质隔膜厚度方向的槽深为H，其中，0.1mm≤H≤3mm；和/或
所述制氧模组设置多个，多个所述制氧模组沿所述第一方向依次设置，相邻的两个所述制氧模组中，一个所述正电极组件的出气通道与另一个所述正电极组件的出气通道相连通。
可选地，所述负极电极和/或所述正极电极的制成材质包括电子导电氧化物、氧离子电子混合导电氧化物或电子导电氧化物、氧离子电子混合导电氧化物与氧离子传导电解质材料构成的复合物；和/或，
所述正极连接体和/或负极连接体的厚度为0.1-3mm；和/或，
所述负极集流体沿其周向呈间断设置，所述负极组件还包括封接环，所述封接环设于所述负极集流体的外围且外套于所述负极电极，且所述封接环的两端分别与所述负极连接体和所述电解质隔膜相抵。
可选地，所述负极电极和/或所述正极电极的制成材质包括(La,Sr)MnO3–δ(LSM)、(La,Sr)(Co,Fe)O3–δ(LSCF)、(La1-xSrx)(Cr1-yFey)O3–δ(LSCrF)、(La1-xSrx)(Cr1-yMny)O3–δ(LSCrM)、La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ、LSM-YSZ、及LSCF-SDC中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1。
可选地，所述负极电极和/或所述正极电极的厚度为H2，其中，0.01mm≤H2≤1mm；和/或，
所述负极电极和/或所述正极电极的孔隙率为5％-70％；和/或，
所述正极电极和/或负极电极贯设有多个通孔，且个所述通孔的内壁上均覆盖有纳米催化剂。
可选地，所述纳米催化剂包括Sm0.15Ce0.85O3–δ、(Sm,Sr)CoO3–δ、SmBaCo2O5+δ、(La,Sr)(Co,Fe)O3–δ及La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1。
可选地，所述正极连接体和/或负极连接体的制成材质为导电氧化物，且所述正极连接体和/或负极连接体的热膨胀系数为T1，所述电解质隔膜的热膨胀系数T2，其中，-30％≤(T1-T2)/T2≤30％。
可选地，所述正极连接体和/或负极连接体的制成材质包括(La,Sr)MnO3–δ(LSM)、(La,Sr)(Co,Fe)O3–δ(LSCF)、(La1-xSrx)(Cr1-yFey)O3–δ(LSCrF)、(La1-xSrx)(Cr1-yMny)O3–δ(LSCrM)及La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1。
为实现上述目的，本发明提出的氢氧燃料电池的氧气提纯装置，所述氢氧燃料电池的氧气提纯装置包括如上所述的陶瓷氧泵，所述陶瓷氧泵，包括：
包括制氧模组，所述制氧模组包括沿第一方向依次设置的正电极组件、电解质隔膜及负电极组件，所述负电极组件用以将混合气体中的氧气解离生成氧离子，所述电解质隔膜用以供所述氧离子透过，所述正电极组件用以将氧离子还原生成氧气，其中，所述负电极组件、所述电解质隔膜及所述正电极组件一体成型设置。
本发明提供的技术方案中，所述制氧模组包括沿第一方向依次设置的正电极组件、电解质隔膜及负电极组件，通过所述正电极组件将混合气体中的氧气解离生成氧离子，所述电解质隔膜使得所述氧离子透过并到达所述负电极组件，所述负电极组件将氧离子复合生成氧气，由于本实施例中，所述负电极组件、所述电解质隔膜及所述正电极组件一体成型设置。使得陶瓷氧泵结构简单，提高了集成度，降低制氧能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的陶瓷氧泵的一实施例的结构示意图；
图2为图1中陶瓷氧泵的爆炸图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 陶瓷氧泵 | 13 | 正电极组件 |
| 1 | 制氧模组 | 13a | 第二反应腔室 |
| 11 | 负电极组件 | 13b | 进气通道 |
| 11a | 第一反应腔室 | 13c | 连接通道 |
| 11b | 出气通道 | 131 | 正极电极 |
| 111 | 负极电极 | 132 | 正极集流体 |
| 112 | 负极集流体 | 133 | 正极连接体 |
| 113 | 负极连接体 | 1331 | 支撑台 |
| 114 | 封接环 | 14 | 过孔 |
| 12 | 电解质隔膜 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
氢氧燃料电池膜电极包括催化层、扩散层及质子交换膜等，在反应过程中，若氧气中的杂质比如硫化物等，会使铂碳催化剂中毒，进而导致催化剂活性降低，燃料电池功率下降，寿命缩短等等。提纯氧气的方式有多种，例如，现有技术中，提出的氧化物电解质氧泵结构设计，不同单元通过无机粘结剂而密封在一起，结构较为复杂，集成度不高，泵氧能耗大。
本发明提供一种陶瓷氧泵，其中，图1至图2为本发明提供的陶瓷氧泵的实施例的结构示意图。
请参阅图1至图2，所述陶瓷氧泵100包括制氧模组1，所述制氧模组1包括沿第一方向依次设置的负电极组件11、电解质隔膜12及正电极组件13，所述正电极组件13用以将混合气体中的氧气解离生成氧离子，所述电解质隔膜12用以供所述氧离子透过，所述负电极组件11用以将氧离子复合生成氧气，其中，所述正电极组件13、所述电解质隔膜12及所述负电极组件11一体成型设置。
上述实现方式中，所述制氧模组1包括沿第一方向依次设置的负电极组件11、电解质隔膜12及正电极组件13，通过所述正电极组件13将混合气体中的氧气解离生成氧离子，所述电解质隔膜12使得所述氧离子透过并到达所述正电极组件11，所述负电极组件11将氧离子复合生成氧气，由于本实施例中，所述正电极组件13、所述电解质隔膜12及所述负电极组件11一体成型设置，使得毗邻部件形成紧密结合的界面连接和气密性封接。使得陶瓷氧泵100结构简单，提高了集成度，降低制氧能耗。
具体地，所述正电极组件13、所述电解质隔膜12及所述负电极组件11一体成型设置的方式有多种，例如，可以是铸造成型，具体地，在本申请中，所述正电极组件13、所述电解质隔膜12及所述负电极组件11烧结为一体，如此，便于加工且节约了成本，另外，不需要使用密封件，提高了所述陶瓷氧泵100的密封性和可靠性。
具体地，所述负电极组件11形成有第一反应腔室11a和与所述第一反应腔室11a相连通的出气通道11b，所述出气通道11b用于使得所述第一反应腔室11a生成的氧气排出，所述正电极组件13形成有第二反应腔室13a和与所述第二反应腔室13a相连通的进气通道13b，所述第二反应腔室13a通过所述电解质隔膜12与所述第一反应腔室11a相隔绝(只能氧离子通过，氧气无法通过)，所述进气通道13b用于使得混合气体进入所述第二反应腔室13a，所述混合气体中包含氧气，所述混合气体进入所述第二反应腔室13a内，所述正电极组件13将混合气体中的氧气解离生成氧离子，生成的氧离子穿过所述电解质隔膜12进入所述第一反应腔室11a内，氧离子在所述第一反应腔室11a内与所述正电极组件11催化作用下复合生成氧气，重新生成的氧气通过所述出气通道11b排出，从而实现了氧气的提纯。
进一步地，参照图2，所述正电极组件13包括依次设置的正极电极131、正极集流体132及正极连接体133，所述正极电极131邻近所述电解质隔膜12设置，所述正极集流体132呈环状设置，且所述正极集流体132的两端分别与所述正极电极131和所述正极连接体133相抵接，以使得所述正极连接体133和所述正极电极131之间形成所述第二反应腔室13a，所述正极集流体132的侧部形成有所述进气通道13b，如此设置，可以使得所述进气通道13b直接暴漏在原料气氛中，例如可以直接以空气为原料提存氧气，使得空气直接通过设于侧部的进气通道13b进入所述第二反应腔室13a，在所述正极电极131的作用下，使得空气中的氧气解离为氧离子，由于设置有所述正极集流体132使得正极电极131的电流集中，节约成本，且提高了氧气电离效率。
进一步地，参照图2，所述负电极组件11包括依次设置的负极电极111、负极集流体112及负极连接体113，所述负极电极111邻近所述电解质隔膜12设置，所述负极集流体112层环状设置，且所述负极集流体112的两端分别与所述负极电极111和所述负极连接体113相抵接，以使得所述负极连接体113和所述负极电极111之间形成所述第一反应腔室11a，且所述负极连接体113沿上下向贯设有所述出气通道11b，如此设置，使得透过所述电解质隔膜12的氧离子汇聚于所述第一反应腔室11a，在所述负极电极111的作用下复合生成氧气，由于设置有所述负极集流体112使得负极电极111的电流集中，提高了氧气生成的效率。
由于由氧气电解生成氧离子的原理和由氧离子还原生成氧气的原理的技术属于现有技术，具体地，本申请再次不一一赘述。
具体地，所述电解质隔膜12的制成材质为氧离子导电的氧化物，如此设置，保证处于所述第二反应腔室13a的氧离子能够通过所述电解质隔膜12运动至所述第一反应腔室11a，保证了氧气提纯的顺利进行。
进一步地，所述电解质隔膜12的制成材质包括氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)、氧化钐掺杂氧化铈(SDC)、氧化钆掺杂氧化铈(GDC)、(La,Sr)(Ga,Mg)O3–δ、Er0.6Bi1.4O3–δ、La2Mo2O9、Sr1.65Na1.35Si3O8.325、掺杂BaCeO3–δ、BaZr1-x-yCexYyO3–δ、掺杂BaZrO3–δ、Sr2Sc1+xNb1–xO6–δ、掺杂La5.5WO11.25-δ及Ba3Ca1+xNb2–xO9至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<δ<1，当然，在其他实施例中，x、y、δ的取值可以根据需要进行选定，本申请对此不作限定。
进一步地，所述电解质隔膜12的厚度为H1，其中，1μm≤H1≤100μm，在该厚度范围内，即保证了所述电解质隔膜12的致密性，同时保证了传递氧离子的效果。
所述第一反应腔室11a和/或所述第二反应腔室13a沿所述电解质隔膜12厚度方向的槽深为H，其中，0.1mm≤H≤3mm，如此设置，保证了所述负电极组件11和/或所述正电极组件13的性能的前提下，提高了所述第一反应腔室11a和/或所述第二反应腔室13a的气体流量。
所述制氧模组1设置多个，多个所述制氧模组1沿所述第一方向依次设置，相邻的两个所述制氧模组1中，一个所述负电极组件11的出气通道11b与另一个所述负电极组件11的出气通道11b相连通，如此设置，增加了出气通道11b的气压，便于氧气的排出。
实现一个所述负电极组件11的出气通道11b与另一个所述负电极组件11的出气通道11b相连的方式有多种，具体地，参照图2，在本申请的实施例中，各所述正电极组件13均设置有连接通道13c，相邻两个所述制氧模组1中，一个所述制氧模组1的负电极组件11和另一个制氧模组1的正电极组件13相叠设，相邻两个所述制氧模组1的出气通道11b通过所述连接通道13c相连通，如此设置，使得所述陶瓷氧泵100结构紧凑。
具体地，参照图2，所述正极连接体133朝向所述电解质隔膜12的表面设有支撑台1331，所述支撑台1331的顶部与所述正极电极131相抵接，所述支撑台1331、所述正极电极131及所述电解质隔膜12均对应所述出气通道11b贯穿设置由过孔14，多个所述过孔14相连通形成所述连接通道13c，如此设置，结构简单，效果好。
为了便于提纯后的氧气的排出，在另一个实施例中，使得所述出气通道11b与负压装置的相连，通过所述第一反应腔室11a与所述负压装置的进气口之间产生压力差，从而将所述第一反应腔室11a内生成的氧气吸出。
需要说明的是，所述负压装置的种类可以有多种，例如，所述负压装置可以是负压真空泵，抽气泵等，由于所述负压真空泵和所述抽气泵的技术已经成熟，本申请对于所述负压真空泵和抽气泵的具体结构和工作原理不作进一步描述。
具体地，在所述陶瓷氧泵100工作时，所述正极电极131和所述负极电极111需要与外接电源，因此，所述正极电极131和/或所述负极电极111的制成材质包括电子导电氧化物、氧离子电子混合导电氧化物或电子导电氧化物、氧离子电子混合导电氧化物与氧离子传导电解质材料构成的复合物，如此设置，大大提高了所述正极电极131和/或所述负极电极111的导电性，从而提高了电离氧离子和生成氧气的效率。
进一步地，所述正极电极131和/或所述负极电极111的制成材质包括(La,Sr)MnO3–δ(LSM)、(La,Sr)(Co,Fe)O3–δ(LSCF)、(La1-xSrx)(Cr1-yFey)O3–δ(LSCrF)、(La1-xSrx)(Cr1- yMny)O3–δ(LSCrM)、La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ、LSM-YSZ、及LSCF-SDC中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1。当然，在其他实施例中，x、y、δ、z的取值可以根据需要进行选定，本申请对此不作限定。
所述负极连接体113和/或正极连接体133的厚度为0.1-3mm，在该厚度范围内，使得所述负极连接体113和/或所述正极连接体133在满足自身的强度的同时，减轻了所述负极连接体113和/或所述正极连接体133的重量。
参照图2，所述正极电极131和/或所述负极电极111的厚度为H2，其中，0.01mm≤H2≤1mm；如此设置，使得所述正极电极131和/或所述负极电极111在满足强度的前提下，减轻了所述正极电极131和/或所述负极电极111的重量。
具体地，所述正极电极131和/或所述负极电极111的孔隙率为5％-70％，如此设置，使得所述正极电极131和/或所述负极电极111在满足强度的前提下，所述正极电极131可尽可能多的吸附氧气，从而在催化剂的作用下解离出氧离子，所述负极电极111尽可能多地吸附氧离子，从而使得氧离子发生复合反应，从而大量生成氧气。
具体地，所述负极电极111和/或正极电极131贯设有多个通孔，且个所述通孔的内壁上均覆盖有纳米催化剂，如此设置，在纳米催化剂的作用下，可以提高正极电极131由氧气解离为氧离子的效率和负极电极111由氧离子还原生成氧气的效率。
进一步地，所述纳米催化剂包括Sm0.15Ce0.85O3–δ、(Sm,Sr)CoO3–δ、SmBaCo2O5+δ、(La,Sr)(Co,Fe)O3–δ及La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1，在其他实施例中，x、y、z、δ的取值可以根据需要进行选定，本申请对此不作限定。
具体地，所述正极集流体132沿其周向呈间断设置，如此设置，可以形成多个所述进气通道13b，使得混合气体可以同时通过多个所述进气所述第二反应腔室13a，从而可电离出大量氧离子。
参照图1和图2，所述负极集流体112沿其周向呈间断设置，且所述负电极组件11还包括封接环114，所述封接环114设于所述负极集流体112的外围且外套于所述负极电极111，且所述封接环114的两端分别与所述负极连接体113和所述电解质隔膜12相抵，如此，形成所述第一反应腔室11a，结构简单。
具体地，所述负极连接体113和/或正极连接体133的制成材质为导电氧化物，且所述负极连接体113和/或正极连接体133的热膨胀系数为T1，所述电解质隔膜12的热膨胀系数T2，其中，-30％≤(T1-T2)/T2≤30％，如此设置，使得所述负极连接体113和/或正极连接体133的制成材质的热膨胀系数与所述电解质隔膜12的热膨胀系数较为接近，避免在所述陶瓷氧泵100工作时，由于温度过高，导致所述负极连接体113和/或正极连接体133与所述电解质隔膜12发生膨胀变形，并降低陶瓷氧泵100的可靠性和使用寿命。
进一步地，所述负极连接体113和/或正极连接体133的制成材质包括(La,Sr)MnO3–δ(LSM)、(La,Sr)(Co,Fe)O3–δ(LSCF)、(La1-xSrx)(Cr1-yFey)O3–δ(LSCrF)、(La1-xSrx)(Cr1- yMny)O3–δ(LSCrM)及La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1，在其他实施例中，x、y、z、δ的取值可以根据需要进行选定，本申请对此不作限定。
需要说明的时，上述实施例中，所述电解质隔膜是致密的，使得只能氧离子通过而氧气等无法透过。且所述正极连接体、封接环、正极导流柱、负极导流柱和负极连接体是致密的，保证了气密性，所述负极电极和正极电极是多孔的，增大了反应面积，提高反应效率。
需要说明的是，为了提高陶瓷氧泵100的密封性，优选地，封接环134、所述负极集流体112、负极连接体113、正极集流体132及正极连接体133是热膨胀系数与电解质隔膜相接近的导电氧化物，包括但不限于(La,Sr)MnO3–δ(LSM)、(La,Sr)(Co,Fe)O3–δ(LSCF)、(La1- xSrx)(Cr1-yFey)O3–δ(LSCrF)、(La1-xSrx)(Cr1-yMny)O3–δ(LSCrM)、La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1，在其他实施例中，x、y、z、δ的取值可以根据需要进行选定，本申请对此不作限定。
本发明还提供一种氢氧燃料电池的氧气提纯装置，所述氢氧燃料电池的氧气提纯装置包括上述的陶瓷氧泵100，陶瓷氧泵100的具体结构参照上述实施例，由于本氢氧燃料电池的氧气提纯装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种陶瓷氧泵，其特征在于，包括制氧模组，所述制氧模组包括沿第一方向依次设置的正电极组件、电解质隔膜及负电极组件，所述正电极组件用以将混合气体中的氧气解离生成氧离子，所述电解质隔膜用以供所述氧离子透过，所述负电极组件用以将氧离子复合生成氧气，其中，所述负电极组件、所述电解质隔膜及所述正电极组件一体成型设置；
所述负电极组件形成有第一反应腔室和与所述第一反应腔室相连通的出气通道，所述出气通道用于使得所述第一反应腔室生成的氧气排出，所述正电极组件形成有第二反应腔室和与所述第二反应腔室相连通的进气通道，所述第二反应腔室通过所述电解质隔膜与所述第一反应腔室相隔绝，所述进气通道用于使得混合气体进入所述第二反应腔室；
所述电解质隔膜的制成材质为氧离子导电的氧化物；
所述负电极组件包括依次设置的负极电极、负极集流体及负极连接体，所述负极电极邻近所述电解质隔膜设置，所述负极集流体呈环状分布，且所述负极集流体的两端分别与所述负极电极和所述负极连接体相抵接，以使得所述负极连接体和所述负极电极之间形成所述第一反应腔室，且所述负极连接体沿上下向贯设有所述出气通道；
所述正电极组件包括依次设置的正极电极、正极集流体及正极连接体，所述正极电极邻近所述电解质隔膜设置，所述正极集流体呈环状分布，且所述正极集流体的两端分别与所述正极电极和所述正极连接体相抵接，以使得所述正极连接体和所述正极电极之间形成所述第二反应腔室，每相邻两个正极集流体的侧部均形成有所述进气通道。
2.如权利要求1所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述电解质隔膜的厚度为H1，其中，1μm≤H1≤100μm；和/或，
所述负电极组件、所述电解质隔膜及所述正电极组件烧结为一体。
3.如权利要求2所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述电解质隔膜的制成材质包括氧化钇稳定氧化锆、氧化钪稳定氧化锆、氧化钐掺杂氧化铈、氧化钆掺杂氧化铈、(La,Sr)(Ga,Mg)O3-δ、Er0.6Bi1.4O3-δ、La2Mo2O9、Sr1.65Na1.35Si3O8.325、掺杂BaCeO3-δ、BaZr1-x-yCexYyO3-δ、掺杂BaZrO3-δ、Sr2Sc1+xNb1-xO6-δ、掺杂La5.5WO11.25-δ及Ba3Ca1+xNb2-xO9至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<δ<1；和/或，
所述第一反应腔室和/或所述第二反应腔室沿所述电解质隔膜厚度方向的槽深为H，其中，0.1mm≤H≤3mm；和/或，
所述制氧模组设置多个，多个所述制氧模组沿所述第一方向依次设置，相邻的两个所述制氧模组中，一个所述正电极组件的出气通道与另一个所述正电极组件的出气通道相连通。
4.如权利要求3所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述负极电极和/或所述正极电极的制成材质包括电子导电氧化物、氧离子电子混合导电氧化物或电子导电氧化物、氧离子电子混合导电氧化物与氧离子传导电解质材料构成的复合物；和/或，
所述正极连接体和/或负极连接体的厚度为0.1-3mm；和/或，
所述负极集流体沿其周向呈间断设置，所述负电极组件还包括封接环，所述封接环设于所述负极集流体的外围且外套于所述负极电极，且所述封接环的两端分别与所述负极连接体和所述电解质隔膜相抵。
5.如权利要求4所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述负极电极和/或所述正极电极的制成材质包括(La,Sr)MnO3-δ、(La,Sr)(Co,Fe)O3-δ、(La1-xSrx)(Cr1-yFey)O3-δ、(La1-xSrx)(Cr1- yMny)O3-δ、La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ、LSM-YSZ、及LSCF-SDC中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1。
6.如权利要求3所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述负极电极和/或所述正极电极的厚度为H2，其中，0.01mm≤H2≤1mm；和/或，
所述负极电极和/或所述正极电极的孔隙率为5％-70％；和/或，
所述正极电极和/或负极电极贯设有多个通孔，且个所述通孔的内壁上均覆盖有纳米催化剂。
7.如权利要求6所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述纳米催化剂包括Sm0.15Ce0.85O3-δ、(Sm,Sr)CoO3-δ、SmBaCo2O5+δ、(La,Sr)(Co,Fe)O3-δ及La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1。
8.如权利要求3所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述正极连接体和/或负极连接体的制成材质为导电氧化物，且所述正极连接体和/或负极连接体的热膨胀系数为T1，所述电解质隔膜的热膨胀系数T2，其中，-30％≤(T1-T2)/T2≤30％。
9.如权利要求8所述的陶瓷氧泵，其特征在于，所述正极连接体和/或负极连接体的制成材质包括(La,Sr)MnO3-δ、(La,Sr)(Co,Fe)O3-δ、(La1-xSrx)(Cr1-yFey)O3-δ、(La1-xSrx)(Cr1- yMny)O3-δ及La2-xSrxFe2-y-zNiyMozO6-δ中至少一种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<δ<1。
10.一种氢氧燃料电池的氧气提纯装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的陶瓷氧泵。
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