1.一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,所述燃料电池由里向外依次由阳极支撑体、阳极功能层、电解质层和阴极功能层组成,其特征在于,包括以下步骤:(1)先称取阳极支撑体前驱粉体和造孔剂,加入有机溶剂球磨、干燥后得到阳极支撑体前驱混合粉体;向捏合机中依次加入阳极支撑体前驱混合粉体、乳化剂、粘结剂、增塑剂、润滑剂、分散剂、去离子水以及酸性中和溶液,在捏合机中捏合,陈化3‑4天后得到具有一定均匀性、粘性和塑性的阳极支撑体混合泥料;
所述阳极支撑体混合泥料中,造孔剂、去离子水、乳化剂、粘结剂、润滑剂、增塑剂、分散剂、酸性中和溶液分别为阳极支撑体前驱粉体质量的8 wt%、18 wt%、0.5 wt%、3 wt%、1.5 wt%、2 wt%、2 wt%、5 wt%;所述粘结剂选用羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛酯中的一种;所述酸性中和溶液为30 wt%柠檬酸酸性中和溶液;
向阳极功能层粉体中先加入有机溶剂和分散剂球磨混合,然后加入粘结剂和增塑剂后继续以相同转速球磨混合得到阳极功能层浆料;所述阳极功能层粉体、有机溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂之间的质量比为(100‑200):1000:3:3:3;
向电解质粉体中先加入有机溶剂和分散剂球磨混合,然后加入粘结剂和增塑剂后继续以相同转速球磨混合得到电解质层浆料;所述电解质粉体、有机溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂之间的质量比为(80‑100):1000:3:3:3;
向阴极功能层粉体中加入有机溶剂、增塑剂以及造孔剂球磨混合得到阴极功能层浆料;所述阴极功能层粉体、有机溶剂、增塑剂、造孔剂之间的质量比为50:30:5:(1‑1.2);
(2)将阳极支撑体混合泥料放入到挤出成型设备中通过挤出成型制得阳极支撑体生坯,干燥并素烧后得到阳极支撑体素坯;素烧温度为950‑1000℃,素烧时间为2‑3h;
(3)将步骤(2)制备得到的阳极支撑体素坯浸渍到步骤(1)制备的阳极功能层浆料中,然后进行第一次共烧,共烧后再浸渍到步骤(1)制备的电解层浆料中,然后进行第二次共烧得到管式质子导体陶瓷燃料电池半电池;第一次共烧温度为500‑600℃,共烧时间为2‑3h;
第二次共烧温度为1400‑1450℃,共烧时间为5‑6h;
(4)在步骤(3)制备得到的管式质子导体陶瓷燃料电池半电池上涂刷、浸渍或丝网印刷步骤(1)制备的阴极功能层浆料,烧结后得到阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池全电池;所述烧结温度为950‑1050℃,烧结时间为3‑4h。
2.根据权利要求1所述一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述阳极支撑体前驱粉体和阳极功能层粉体均由质量比为6:4的氧化镍粉体和电解质粉体混合组成;所述阴极功能层粉体由质量比为7:3或6:4或5:5的阴极材料和电解质粉体混合组成,所述阴极材料为LSCF或PBSCF。
3.根据权利要求1或2所述一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,其特征在于,所述电解质粉体选用钙钛矿结构的BaZr0.4Ce0.4Y0.1Gd0.1O3‑δ、BaZr0.4Ce0.4Y0.1Yb0.1O3‑δ、BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3‑δ中的一种。
4.根据权利要求1或2所述一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,在制备阳极功能层浆料和电解质层浆料时,球磨参数为:转速为400 r/min,球磨时间12h;在制备阴极功能层浆料时,球磨参数为:转速为400 r/min,球磨时间
24h。
5.根据权利要求1或2所述一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述造孔剂选用PMMA、淀粉、球形碳粉、石墨中的一种;所述分散剂选用聚乙烯吡咯烷酮或三乙醇铵。
6.根据权利要求1或2所述一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述乳化剂选用非离子乳化剂吐温80、N‑十六烷基‑N‑乙基吗啉基乙基硫酸钠、月桂基硫酸钠、聚氧乙烯单硬脂酸酯中的一种。
7.根据权利要求1或2所述一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述润滑剂选用桐油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯中的一种;所述有机溶剂选用无水乙醇、乙酸丁酯或松油醇。
8.根据权利要求1或2所述一种阳极支撑型管式质子导体陶瓷燃料电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、甘油、聚乙二醇、甘油二醋酸酯中的一种。