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专利号: 2021105207821
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:该制备方法利用离心沉积成形技术得到可控厚度的电解质薄膜,然后通过冷等静压法和限域内共烧结工艺使阳极支撑体与电解质膜层相结合,具体步骤包括:步骤一,利用良溶剂分散电解质粉末颗粒,然后加入分散剂、粘结剂、塑性剂等,得到电解质料浆;

步骤二,在石英管模具中加入电解质料浆,料浆添加量根据石英管长度及内径确定;然后将石英管放在卧式离心机上进行高速离心,通过改变离心转速与离心时间控制料浆中颗粒的沉降速度,将沉积后残留在模具内的清液倒出,经室温干燥,即在模具内壁得到电解质膜层生坯;

步骤三,在石英管内插入冷等静压成型芯棒并固定一端,在芯棒与石英管之间填入阳极粉末,振实,将模具密封后放入冷等静压机中进行压制,即得到覆有电解质膜层的阳极管坯体;

步骤四,将模具放进管式炉,对覆有电解质膜层的阳极管坯体进行限域内共烧结,随炉冷却后脱模,即得到阳极支撑的管式SOFC半体。

2.根据权利要求1所述的一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:所述的溶剂为乙醇,或二元共沸溶液体系:乙醇‑丁酮、乙醇‑三氯乙烯、三氯乙烯‑丁酮中的任一种;所述的分散剂为三油酸甘油酯;所述的粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂中的任一种;所述的塑性剂为聚乙二醇、邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:所述的电解质粉末颗粒为钇稳定氧化锆、钪稳定氧化锆中的一种,电解质粉末的粒径在0.03~1μm之间。

4.根据权利要求1所述的一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:所述‑1

的电解质料浆中,电解质料浆的固含量为0.1~0.8g·mL 之间,分散剂、粘结剂和塑性剂各自含量在电解质粉末质量的1~5wt.%之间;当添加剂仅为酚醛树脂时,其在溶剂中的含量为20%~35%。

5.根据权利要求1所述的一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:电解质粉末浆料离心转速为500~4000rpm之间,沉积时间为5~30min。

6.根据权利要求1所述的一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:阳极粉末由氧化镍、钇稳定氧化锆、造孔剂组成,其中NiO粉末粒径在1~15μm之间,YSZ粉末粒径在1~20μm之间,NiO:YSZ,质量比在50:50~60:40之间,造孔剂为玉米淀粉、石墨或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:冷等静压过程中的压力范围为80~200MPa之间。

8.根据权利要求1所述的一种阳极支撑SOFC电解质薄膜的制备方法,其特征在于:升温‑1

速率0.5~5℃·min ,升温过程中在300~600℃之间设置保温平台促进有机物热分解与挥发,保温时间在0.5~2h之间,烧结温度为1300~1400℃,在目标温度内的保温时间为2~

8h。