1.一种固体氧化物电解池用复合氧电极,其特征在于:包括电解质层、基底层和活性包覆层;
所述基底层为BSCF-SDC复合多孔材料,覆盖于电解质层上;
所述活性包覆层包覆于BSCF-SDC复合多孔材料的外表面和孔隙内表面。
2.根据权利要求1所述的复合氧电极,其特征在于:所述电解质层的材料为SDC,厚度为
500~1000μm。
3.根据权利要求1所述的复合氧电极,其特征在于:所述BSCF-SDC复合多孔材料中BSCF与SDC的摩尔比为1:4~4:1。
4.根据权利要求3所述的复合氧电极,其特征在于:所述BSCF-SDC复合多孔材料中BSCF与SDC的摩尔比为7:3。
5.根据权利要求1所述的复合氧电极,其特征在于:所述活性包覆层的材料为Ln2NiO4材料,式中Ln为La、Pr或Nd,包覆量为复合氧电极的2~20wt%。
6.权利要求1-5任一项所述的复合氧电极的制备方法,其特征在于:首先在电解池片的电解质层上印制一层BSCF-SDC复合多孔材料基底层,然后采用浸渍法,将活性包覆层原位沉积于BSCF-SDC复合多孔材料的外表面和孔隙内表面,即得复合氧电极。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:首先采用溶胶-凝胶法制备电解质层和SDC,甘氨酸-硝酸盐法制备BSCF;再采用丝网印刷法将BSCF和SDC混合浆料印制在电解池片的电解质层上,煅烧后得到BSCF-SDC复合多孔材料基底层;最后采用浸渍法,将活性包覆层均匀沉积于BSCF-SDC复合多孔材料的外表面和孔隙内表面,然后高温烧结,即得复合氧电极。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述制备方法具体包括如下步骤:步骤一:所述电解质层的材料为SDC,以Ce(NO3)2·6H2O、Sm(NO3)3·6H2O作为原材料,采用一水柠檬酸作为络合剂和助烧剂,通过溶胶-凝胶法制备SDC前驱体,最后在温度为600~
800℃下,将SDC前驱体煅烧1~4小时,制得SDC粉体;
步骤二:采用Ba(NO3)2、Sr(NO3)2、Co(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O为原材料,采用甘氨酸作为络合剂和助烧剂,通过甘氨酸-硝酸盐法制备BSCF前驱体,在温度为800~1100℃下,将BSCF前驱体煅烧1~4小时,制得BSCF粉体;
步骤三:将乙基纤维素与萜品醇混溶,制备成有机粘结剂;然后将SDC粉体、BSCF粉体、有机粘结剂和造孔剂混合研磨得到混合浆料;通过丝网印刷法将混合浆料印刷在电解池片的电解质层上,再在温度为900~1200℃下煅烧1~4小时,即得BSCF-SDC复合多孔材料基底层;
步骤四:按化学式Ln2NiO4中各元素化学计量比,配置硝酸盐溶液,然后添加甘氨酸和PVP充分混合得到Ln2NiO4前驱溶液;采用浸渍法将Ln2NiO4前驱溶液沉积在BSCF-SDC复合多孔材料的外表面和孔隙内表面;再在温度800~1000℃下烧结1~4小时,即得复合氧电极。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:所述造孔剂为PMMA、淀粉、活性炭中的至少一种,造孔剂的添加量为SDC粉体和BSCF粉体总量的2~12wt%。
10.一种包含权利要求1-5任一项的复合氧电极或权利要求6-9任一项的制备方法制得的复合氧电极的固体氧化物电解池。