CN117895040A

CN117895040A - 一种高化学稳定性质子导体电解质材料及其制备方法

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Publication number: CN117895040A
Application number: CN202410298896.XA
Authority: CN
Inventors: 孙海滨; 王东港; 赵世凯; 宋涛; 郭学; 冯玉润; 胡强强
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2024-03-15
Filing date: 2024-03-15
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2044-03-15
Also published as: CN117895040B

Abstract

本发明公开了一种高化学稳定性质子导体电解质材料及其制备方法，属于固体氧化物燃料电池电解质材料领域，电解质材料由BaCeO₃、BaZrO₃、BaYO₃、BaDyO₃的固溶体组成，其化学式为BaZr_xCe_yY_zDy_{1‑x‑y‑z}O₃，电解质材料的构型熵在1R到1.5R之间。本发明通过调控材料的构型熵解决了其耐受CO₂和H₂O能力差的问题。

Description

一种高化学稳定性质子导体电解质材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及固体氧化物燃料电池电解质材料领域，尤其涉及一种高化学稳定性质子导体电解质材料及其制备方法。

背景技术

固体氧化物燃料电池是将化学能直接转化为电能的能源转换装置，由于该装置运行过程中不受卡诺循环的限制，其能量转换效率高达80%，且无有害产物生成，因此成为备受瞩目的清洁发电装置之一。电解质是固体氧化物燃料电池的重要组成部分，在阴极与阳极之间传导离子或者质子，并有效隔绝燃料气体与氧化剂。

质子型电解质具有比氧离子型电解质更低的电导活化能，在中低温范围（400-700℃）具有优异的离子电导率，因而极具发展潜力。

质子型电解质材料主要包括BaCeO₃基和BaZrO₃基两种类型。其中，BaCeO₃基电解质具有更高的质子导电性，但其在含CO₂和H₂O的工况条件下不稳定，易发生化学反应，生成BaCO₃和Ba(OH)₂，导致性能衰减严重。BaZrO₃基电解质具有较好的化学稳定性，但其烧结活性差，限制了其应用。虽然两者的固溶体（BaZr_0.1Ce_0.7Y_0.2O_3-δ，BZCY）能够融合两者的优势，但其耐受CO₂和H₂O的能力仍然较差。专利CN 116895811 A公开了一种具有高化学稳定性的高熵钙钛矿电解质，制备的电解质在空气和氢气气氛下晶体结构稳定，但未解决在含CO₂、H₂O气氛的化学稳定性问题。此外，CN 101164891 A公开了一种采用凝胶注模工艺制备中温固体氧化物燃料电池用钙钛矿型纳米材料的方法，制备了高纯度、化学计量比精确、高比表面积、高烧结活性的中温固体氧化物燃料电池关键材料超细粉，但是，该工艺存在以下问题：金属硝酸盐为金属氧化物溶于硝酸中制得，而La₂O₃等氧化物需经高温处理后方可用于硝酸盐制备，工艺复杂；引发剂偶氮二异丁腈丙酮溶液中的丙酮为有毒物质。

发明内容

本发明目的是提供一种高化学稳定性质子导体电解质材料及其制备方法，通过调控材料的构型熵来解决其耐受CO₂和H₂O能力差的问题，同时保证其电导率不降低。

为实现上述目的，本发明提供了一种高化学稳定性质子导体电解质材料，电解质材料由BaCeO₃、BaZrO₃、BaYO₃、BaDyO₃的固溶体组成，其化学式为BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO₃，其中，x，y，z＞0，电解质材料的构型熵在1R到1.5R之间。

本发明提供了一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO_3-δ化学计量比称取Ba、Ce、Zr、Y、Dy的金属盐，并使其溶解于去离子水，得到前驱体溶液；

S2、将丙烯酰胺和N,N´-亚甲基双丙烯酰胺混合，配制混合液；

S3、将步骤S1的前驱体溶液加入到步骤S2的混合液，搅拌混匀得到混合溶液；

S4、将过硫酸铵溶液引发剂加入到步骤S3得到的混合溶液，快速形成凝胶，然后将凝胶微波干燥；

S5、将干燥后的凝胶置于箱式炉煅烧，得到BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO_3-δ粉体，将粉体压制成圆片状坯体；

S6、将坯体置于箱式炉，在其表面覆盖相同组分的粉体，煅烧，得到中熵BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO_3-δ电解质。

优选的，所述步骤S1中，Ba、Ce、Zr、Y、Dy的金属盐分别为硝酸钡、五水硝酸锆、六水硝酸铈、六水硝酸钇、六水硝酸镝；前驱体溶液浓度为0.25-0.5 mol/L。

优选的，所述步骤S3中，混合液中总金属离子：丙烯酰胺：N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的摩尔比为10moL:(2-10)moL:(0.2-2)moL。

优选的，所述步骤S4中，过硫酸铵溶液的质量浓度为0.5-2.5 wt.%，其加入量为1-1.8 wt.%。

优选的，所述所述凝胶的干燥方式为微波干燥，干燥温度为50-100℃，干燥时间为1-2 h。

优选的，所述凝胶的煅烧温度为900-1200℃，升温速率为1-5 ℃/min，保温时间为4-10 h。

优选的，所述电解质的煅烧温度为1400-1500℃，升温速率为1-5 ℃/min，保温时间为2-10 h。

因此，本发明采用上述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料及其制备方法，具备以下有益效果：

1. 经第一性原理DFT计算，BaYO₃具有高CO₂反应能量势垒（8 eV），BaDyO₃具有高H₂O反应能量势垒（8.45 eV）。两者的协同作用能够显著提高电解质材料的CO₂和H₂O耐受能力。经实验验证，在含有高浓度CO₂、H₂O的工作环境下，电解质的化学稳定性保持100小时无任何衰减。

2. Zr⁴⁺、Ce⁴⁺、Dy³⁺、Y³⁺的离子半径相近，BaCeO₃、BaZrO₃、BaYO₃、BaDyO₃固溶体不会改变ABO₃钙钛矿结构。

3.本发明的电解质为中熵材料，其化学稳定性和电导率均优于低熵电解质。在含有高浓度CO₂、H₂O的工作环境下，中熵电解质的电导率无衰减，而低熵电解质的电导率显著降低。

4.粉体合成工艺简单、环保。所制备的粉体容易形成钙钛矿纯相，烧结活性高，容易获得致密的中熵电解质材料。

综上所述，本发明通过优化工艺参数及中熵组分，提供了一种在CO₂和H₂O气氛中具有优异化学稳定性的新型电解质材料。该电解质材料表现为钙钛矿结构的纯相，在调节元素配比改变熵值的情况下，电解质材料不仅具有较高的电导率，同时，有优异的抗CO₂和H₂O性能，可极大推动质子型固体氧化物燃料电池的快速发展。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

附图为实施例1制备的中熵BaZr_0.1Ce_0.5Y_0.2Dy_0.2O_3-δ(BZCYD)和对比例1制备的低熵BaZr_0.1Ce_0.7Y_0.2O_3-δ(BZCY)的相关数据，以下用化学式简写表示。

图1为BZCYD和BZCY粉体及其电解质在不同气氛处理条件下的X射线衍射分析结果，其中，（a）为BZCYD和BZCY粉体的X射线衍射图；（b）为BZCYD和BZCY电解质的X射线衍射图；（c）为BZCYD和BZCY电解质在CO₂气氛处理100小时后的X射线衍射图；（d）为BZCYD和BZCY电解质在H₂O蒸汽气氛处理100小时后的X射线衍射图；

图2为BZCY和BZCYD电解质在不同气氛处理前后表面及内部结构的变化情况，其中，（a）为BZCY电解质的微观形貌图；（b）为BZCY电解质在CO₂气氛处理100小时后的微观形貌图；（c）为BZCY电解质在H₂O蒸汽气氛处理100小时后的微观形貌图；（d）为BZCYD电解质的微观形貌图；（e）为BZCYD电解质在CO₂气氛处理100小时后的微观形貌图；（f）为BZCYD电解质在H₂O蒸汽气氛处理100小时后的微观形貌图；

图3为BZCYD与BZCY两种电解质在湿空气（3 vol.%相对湿度）条件下，以及经过特定气氛处理后的电导率变化情况，其纵坐标为Ln(σT)，横坐标为1000/T（σ为电导率，单位为S cm^-1；T为绝对温度，单位为K），其中，（a）为BZCYD和BZCY电解质在湿空气（3 vol.%）条件测试的总电导率图；（b）为经CO₂处理100小时的BZCYD和BZCY电解质在湿空气（3 vol.%）条件测试的总电导率图；（c）为经H₂O蒸汽气氛处理100小时的BZCYD和BZCY电解质在湿空气（3vol.%）条件测试的总电导率图；

图4为第一性原理计算的各类电解质与（a）CO₂和（b）H₂O的反应能量势垒，其中，（a）为第一性原理计算的各类电解质与CO₂和的反应能量势垒，（b）为第一性原理计算的各类电解质与H₂O的反应能量势垒。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1-4所示，本发明提供了一种高化学稳定性质子导体电解质材料，电解质材料的化学通式为ABO₃，其中A位为Ba元素，B位为Ce、Zr、Y、Dy元素，Ce、Zr、Y、Dy4种元素之和为1，电解质材料的构型熵在1R到1.5R之间，构型熵的计算公式如下：

;

式中，A_i、B_i以及C_i分别表示ABO₃结构中A、 B以及O位的原子数。

S1、按照BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO_3-δ（x，y，z＞0）化学计量比称取Ba、Ce、Zr、Y、Dy的金属盐，并使其溶解于去离子水，得到前驱体溶液，Ba、Ce、Zr、Y、Dy的金属盐分别为硝酸钡、五水硝酸锆、六水硝酸铈、六水硝酸钇、六水硝酸镝；前驱体溶液浓度为0.25-0.5 mol/L；

S2、将丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，配制混合液，混合液中，总金属离子：丙烯酰胺：N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的摩尔比为10moL:(2-10)moL:(0.2-2)moL。

S4、将1-1.8 wt.%质量浓度为0.5-2.5 wt.%的过硫酸铵溶液引发剂加入到步骤S3得到的混合溶液，快速形成凝胶，然后将凝胶微波干燥，干燥温度为50-100℃，干燥时间为1-2 h；

S5、将干燥后的凝胶置于箱式炉煅烧，煅烧温度为900-1200℃，升温速率为1-5℃/min，保温时间为4-10 h，得到BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO_3-δ粉体，将粉体压制成圆片状坯体；

S6、将坯体置于箱式炉，在其表面覆盖相同组分的粉体，煅烧，得到中熵BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO_3-δ电解质，电解质的煅烧温度为1400-1500℃，升温速率为1-5 ℃/min，保温时间为2-10 h。

以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

一种中熵BaZr_0.1Ce_0.5Y_0.2Dy_0.2O_3-δ电解质材料，其构型熵为1.22R，制备方法包括以下步骤：

（1）根据BaZr_0.1Ce_0.5Y_0.2Dy_0.2O_3-δ的化学计量比，称取硝酸钡4.36 g、五水硝酸锆0.72 g、六水硝酸铈3.62 g、六水硝酸钇1.28 g、六水硝酸镝1.52 g充分溶解于去离子水中，将溶液浓度调整至0.3 mol/L。

（2）按照金属离子:丙烯酰胺:N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为摩尔比10:5:1，计算并称取丙烯酰胺5.75 g、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺1.15 g。将丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀。

（3）将步骤（1）的前驱体溶液加入到步骤（2）的混合液，搅拌混匀。

（4）向步骤（3）的混合液中加入1 wt.%的浓度为2 wt.%的过硫酸铵溶液引发剂，快速形成凝胶。

（5）将凝胶在80℃微波干燥2 h，得到干凝胶。

（6）将得到的干凝胶置于箱式炉中以3 ℃/min升温速率升至1200℃，保温5 h，得到BaZr_0.1Ce_0.5Y_0.2Dy_0.2O_3-δ粉体。

（7）将BaZr_0.1Ce_0.5Y_0.2Dy_0.2O_3-δ粉体在120 MPa压力下压制成直径为20 mm厚度为1mm的圆片状坯体。

（8）将坯体置于箱式炉，在其表面覆盖相同组分的粉体，以3 ℃/min升温速率升至1500℃，保温10 h，得到致密的中熵BaZr_0.1Ce_0.5Y_0.2Dy_0.2O_3-δ电解质。

对比例1

一种低熵BaZr_0.1Ce_0.7Y_0.2O_3-δ电解质材料，其构型熵为0.88R。

制备工艺与实施例1完全相同，区别仅在于原料配比不同。其原料配比为：硝酸钡4.36 g、五水硝酸锆0.72 g、六水硝酸铈5.07 g、六水硝酸钇1.28 g。

综合分析实施例1和对比例1，由图1（a）和（b）可知，中熵和低熵粉体与电解质的衍射峰均与BaCeO₃的PDF标准卡片一致，呈现出钙钛矿纯相，无杂峰存在；由图1（c）可知，经CO₂气氛处理100小时后，中熵电解质的物相没有发生变化，而低熵电解质出现了BaCO₃杂峰，说明低熵电解质在含CO₂气氛中不稳定，而中熵电解质具有优异的抗CO₂性能；由图1（d）可知，经H₂O蒸汽气氛处理100小时后，中熵电解质的物相没有发生变化，而低熵电解质出现了Ba(OH)₂杂峰，说明低熵电解质在H₂O蒸汽气氛中不稳定，而中熵电解质具有优异的抗H₂O性能。由图2可知，经CO₂和H₂O蒸汽处理后，低熵电解质的微观形貌遭到破坏，尤其经水处理后，产生大量裂纹，而中熵电解质的微观形貌非常稳定。由图3可知，经CO₂和H₂O蒸汽处理后，低熵电解质的电导率显著下降，而中熵电解质的电导率非常稳定。可见，本发明的中熵电解质具有优异的化学稳定性和电导率。

实施例2

一种中熵BaZr_0.1Ce_0.3Y_0.3Dy_0.3O_3-δ电解质材料，其构型熵为1.31R，制备方法包括以下步骤：

（1）根据BaZr_0.1Ce_0.3Y_0.3Dy_0.3O_3-δ的化学计量比，称取硝酸钡4.36 g、五水硝酸锆0.72 g、六水硝酸铈2.17 g、六水硝酸钇1.92 g、六水硝酸镝2.29 g充分溶解于去离子水中，将溶液浓度调整至0.4 mol/L。

（2）按照金属离子:丙烯酰胺:N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为摩尔比10:4:0.8，计算并称取丙烯酰胺4.58 g、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺0.92 g。将丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀。

（4）向步骤（3）的混合液中加入1.4 wt.%的浓度为2 wt.%的过硫酸铵溶液引发剂，快速形成凝胶。

（5）将凝胶在90℃微波干燥1.5h，得到干凝胶。

（6）将得到的干凝胶置于箱式炉中以5 ℃/min升温速率升至1100℃，保温5 h，得到BaZr_0.1C_e0.3Y_0.3Dy_0.3O_3-δ粉体。

（7）将BaZr_0.1Ce_0.3Y_0.3Dy_0.3O_3-δ粉体在120 MPa压力下压制成直径为20 mm厚度为1mm的圆片状坯体。

（8）将坯体置于箱式炉，在其表面覆盖相同组分的粉体，以5 ℃/min升温速率升至1450℃，保温8 h，得到致密的中熵BaZr_0.1Ce_0.3Y_0.3Dy_0.3O_3-δ电解质。

经测试，中熵BaZr_0.1Ce_0.3Y_0.3Dy_0.3O_3-δ电解质在含CO₂、H₂O的工作环境中均表现出优异的化学稳定性和电导率。在湿空气测试条件下，600℃的电导率达到4.74×10^-3 S/cm。

对比例2.1

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（1）的溶液浓度为0.20 mol/L。

在对比例2.2中，粉体产量仅为实施例2的50%。

对比例2.2

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（1）的溶液浓度为0.70 mol/L。

在对比例2.2中，因硝酸钡在水中的溶解度低，当溶液浓度过高时会产生部分硝酸钡沉淀，导致溶液中各种金属离子的摩尔比偏离化学计量比，无法获得钙钛矿纯相结构。

对比例3.1

对比例3.1的制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（2）的总金属离子与丙烯酰胺的摩尔比为10moL:1.5moL。

在对比例3.1中，因丙烯酰胺单体的加入量偏低，导致难以形成稳定的凝胶，影响各化学组分的均匀性，故而无法形成均匀的钙钛矿结构。

对比例3.2

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（2）的总金属离子与丙烯酰胺的摩尔比为10moL:11moL。

在对比例3.2中，因丙烯酰胺单体的加入量过多，导致碳份含量偏高，一方面造成原料浪费，另一方面碳份去除需要延长后续的煅烧时间，故而原料成本和生产成本偏高。

对比例4.1

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（2）的丙烯酰胺与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为摩尔比10moL:0.1moL。

在对比例4.1中，因N,N'-亚甲基双丙烯酰胺交联剂的加入量偏低，导致难以形成稳定的凝胶，影响各化学组分的均匀性，故而无法形成均匀的钙钛矿结构。

对比例4.2

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（2）的丙烯酰胺与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为摩尔比10moL:2.5moL。

在对比例4.2中，因N,N'-亚甲基双丙烯酰胺交联剂的加入量过多，导致碳份含量偏高，一方面造成原料浪费，另一方面碳份去除需要延长后续的煅烧时间，故而原料成本和生产成本偏高。

对比例5.1

对比例5.1的制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（4）的过硫酸铵溶液引发剂加入量为0.8 wt.%。

在对比例5.1中，因过硫酸铵溶液引发剂加入量偏低，导致难以形成稳定的凝胶，影响各化学组分的均匀性，故而无法形成均匀的钙钛矿结构。

对比例5.2

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（4）的过硫酸铵溶液引发剂加入量为2.0 wt.%。

在对比例5.2中，因过硫酸盐溶液引发剂加入量偏高，导致凝胶形成速度过快，在极短时间内溶液表层形成凝胶，引发剂无法均匀加入溶液内部，导致凝胶结构不均匀。

对比例6

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（5）的干燥方式为传统电加热干燥，干燥时间为8 h。

在对比例6中，因采用传统的电加热方式，主要采用热传导和热辐射的传热方式，凝胶在干燥过程的收缩变形大，故而发生团聚现象。而本发明采用微波加热，凝胶本身可以自发热，因而具有加热迅速、加热均匀的特点，能够使凝胶在短时间内挥发水分而不破坏交联网络结构，故而获得分散均匀的高活性电解质粉体。

对比例7.1

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（6）的煅烧温度为850℃，保温时间为6 h。

在对比例7.1中，煅烧温度过低，所获得的电解质粉体无法获得钙钛矿纯相结构。

对比例7.2

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（6）的煅烧温度为1300℃，保温时间为6 h。

在对比例7.2中，煅烧温度过高，虽然电解质粉体获得了钙钛矿纯相结构，但是粉体出现过烧粘连和团聚现象。

对比例8.1

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（8）的煅烧温度为1350℃。

在对比例8.1中，煅烧温度过低，所制备的电解质没有获得致密结构，其电导率仅为实施例2的60%。

对比例8.2

制备工艺与实施例2完全相同，区别仅在于步骤（8）的煅烧温度为1550℃。

在对比例8.2中，煅烧温度过高，电解质中Ba元素部分挥发，导致电导率下降，其电导率仅为实施例2的80%。

实施例3

一种中熵BaZr_0.1Ce_0.4Y_0.2Dy_0.3O_3-δ电解质材料，其构型熵为1.28R，制备方法包括以下步骤：

（1）根据BaZr_0.1Ce_0.4Y_0.2Dy_0.3O_3-δ的化学计量比，称取硝酸钡4.36 g、五水硝酸锆0.72 g、六水硝酸铈2.90 g、六水硝酸钇1.28 g、六水硝酸镝2.29 g充分溶解于蒸馏水中，将溶液浓度调整至0.5 mol/L。

（2）按照金属离子:丙烯酰胺:N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为摩尔比10:6:1.5，计算并称取丙烯酰胺6.93 g、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺1.73 g。将丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀。

（4）向步骤（3）的混合液中加入1 wt.%的浓度为2.5 wt.%的过硫酸铵溶液引发剂，快速形成凝胶。

（5）将凝胶在100℃微波干燥1 h，得到干凝胶。

（6）将得到的干凝胶置于箱式炉中以3 ℃/min升温速率升至1150℃，保温8 h，得到BaZr_0.1Ce_0.4Y_0.2Dy_0.3O_3-δ粉体。

（7）将BaZr_0.1Ce_0.4Y_0.2Dy_0.3O_3-δ粉体在120 MPa压力下压制成直径为20 mm厚度为1mm的圆片状坯体。

（8）将坯体置于箱式炉，在其表面覆盖相同组分的粉体，以3 ℃/min升温速率升至1400℃，保温10 h，得到致密的中熵BaZr_0.1Ce_0.4Y_0.2Dy_0.3O_3-δ电解质。

经测试，中熵BaZr_0.1Ce_0.3Y_0.3Dy_0.3O_3-δ电解质在含CO₂、H₂O的工作环境中均表现出优异的化学稳定性和电导率。在湿空气测试条件下，600℃的电导率达到5.33×10^-3 S/cm。

因此，本发明目提供了一种高化学稳定性质子导体电解质材料及其制备方法，通过调控材料的构型熵来解决其耐受CO₂和H₂O能力差的问题，同时保证其电导率不降低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种高化学稳定性质子导体电解质材料，其特征在于：电解质材料由BaCeO₃、BaZrO₃、BaYO₃、BaDyO₃的固溶体组成，其化学式为BaZr_xCe_yY_zDy_1-x-y-zO₃，其中，x，y，z＞0，电解质材料的构型熵在1R到1.5R之间。

2.根据权利要求1所述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2、将丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，配制混合液；

3.根据权利要求2所述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，Ba、Ce、Zr、Y、Dy的金属盐分别为硝酸钡、五水硝酸锆、六水硝酸铈、六水硝酸钇、六水硝酸镝；前驱体溶液浓度为0.25-0.5 mol/L。

4.根据权利要求3所述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，混合液中总金属离子：丙烯酰胺：N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的摩尔比为10moL:(2-10)moL:(0.2-2)moL。

5.根据权利要求4所述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，过硫酸铵溶液的质量浓度为0.5-2.5 wt.%，其加入量为1-1.8 wt.%。

6.根据权利要求5所述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述凝胶的干燥方式为微波干燥，干燥温度为50-100℃，干燥时间为1-2 h。

7.根据权利要求6所述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述凝胶的煅烧温度为900-1200℃，升温速率为1-5 ℃/min，保温时间为4-10 h。

8.根据权利要求7所述的一种高化学稳定性质子导体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述电解质的煅烧温度为1400-1500℃，升温速率为1-5 ℃/min，保温时间为2-10 h。