【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源材料粉末制備，尤其涉及一種原料含可溶鹽的質子導體氧化物燃料電池材料的制法。
技術介紹
1、固體氧化物燃料電池(sofc)具有潔凈度高、模塊化、能量轉換效率高、比功率和功率密度高等優點，具有廣闊的應用前景。
2、前期大多數sofc研究都集中于工作溫度高于800℃的sofc，高溫sofc使用的氧化釔穩定的氧化鋯(y2o3-zro2，ysz)電解質的電導率在1000℃左右才能達到sofc工作所需的氧離子電導率，約為10s/cm，在這種高溫下長期運行會引起各種耐久性問題，如由于材料的熱降解和腐蝕所帶來的電池壽命短，以及在電極電解質界面處會發生副反應，而且對小型化操作的安全性和低成本都構成了障礙。
3、與基于氧離子傳導電解質的o-sofc相比，質子傳導電解質的sofc(h-sofc)的應用在中低溫下具有兩個獨特的優勢：首先在氧化物電解質中用于質子傳導的活化能低于用于氧離子傳導的活化能，這意味著可以在較低的溫度下獲得較高的質子傳導性；其次h-sofc電化學反應的產物在陰極側生成，這意味著其運行過程中不會稀釋陽極側的燃料，這不僅可以提高燃料利用率，還可以最大程度地減少陽極氧化的可能性，因此，目前針對h-sofc的相關研究是sofc研究領域的熱點。
4、然而h-sofc電池材料的制備基本上停留在實驗室階段，由于各種因素制約導致大批量生產具有挑戰性，阻礙了h-sofc電池材料的進一步研究與工業化應用進程。
5、目前，常見的粉體的制備方法有機械制備法、溶膠凝膠法、水熱法、共沉淀法等
6、為此，研發一種適用于大多數原料的h-sofc電池材料的制備方法具有十分重要意義。
技術實現思路
1、本專利技術的任務是為了克服現有技術的不足，提供一種原料含可溶鹽的質子導體氧化物燃料電池材料高效制法，它既具形貌規則、粒度分布較窄、高產、低成本、節能省時與有利擴大生產、能用水作為濕磨介質的體系，又具操作簡單、普適性強。
2、本專利技術的任務是通過以下技術方案來完成的：
3、原料含可溶鹽的質子導體氧化物燃料電池材料高效制法，采用非水溶性原料pbcsc與去離子水制備水溶性原料，經攪拌烘干、煅燒得到所需電池材料，具體工藝步驟與條件如下：
4、a.配制初始漿料，按電池材料的設計重量稱量非水溶性原料pbcsc，以去離子水作為介質，去離子水與原料的質量比為1～5:1，調成初始漿料；
5、b.高能球磨，向初始漿料中加入可溶性鹽類，用砂磨或球磨磨2～24h后得到分散均勻的漿料；
6、c.噴霧干燥，先對分散均勻的漿料持續攪拌以防止沉降，再用噴霧干燥機進行烘干，控制入口溫度為100～300℃，出口溫度為50～150℃，進料速度為100～1000ml/h，得到干燥產物；
7、d.預煅燒與煅燒，將干燥產物入馬弗爐，在900～1200℃下煅燒1～4h，得到煅燒結塊；
8、e.破碎，將煅燒結塊破碎，得到原料含可溶鹽的質子導體氧化物燃料電池材料粉體。
9、本專利技術與現有技術相比，具有以下優點或效果：
10、因為擯棄溶膠凝膠法而沿用機械法并通過噴霧干燥，所以既具形貌規則、粒度分布較窄，又具有高產率、低成本優勢且節能省時、有利擴大生產；同時由于原本不可使用水作為濕磨介質的體系可以適用，所以減少了有機溶劑的使用與無需后續工序設備的防爆改造等；此外由于應用機械法及其噴霧干燥，所以操作簡單，普適性強。
11、申請文件中pbcs全稱為cprba0.9cs0.1co2o5+δ，即含可溶鹽的質子導體氧化物燃料，以氧化鐠、碳酸鋇、四氧化三鈷、硫酸銫為組分；xrd英文全稱為x-ray?diffraction，中文為x射線衍射分析；xrf英文全稱為x-ray?fluorescence，中文為x射線熒光分析；sem英文全稱為scanning?electron?microscope，中文為掃描電子顯微鏡。
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1.原料含可溶鹽的質子導體氧化物燃料電池材料的制法，針對H-SOFC電池材料原料受限等問題，其特征在于采用非水溶性原料PBCsC與去離子水制備水溶性原料，經攪拌烘干、煅燒得到所需電池材料，具體工藝步驟與條件如下：
2.根據權利要求1所述制法，其特征是所述去離子水與原料質量比為2～3：1。
3.根據權利要求1所述制法，其特征是所述可溶性鹽類包括其金屬氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、氯鹽、醋酸鹽等，進一步的優選為硫酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物。
4.根據權利要求1所述制法，其特征是所述高能球磨使用研磨介質尺寸為0.1～10mm。
5.根據權利要求1或4所述制法，其特征是所述研磨介質與粉料比例為0.2～020：1。
6.根據權利要求1所述制法，其特征是所述漿料通過超聲波處理、加入分散劑中的一種或多種方法攪拌防止沉降。
7.根據權利要求1所述制法，其特征是所述分散劑為乙醇、三乙胺、異丙醇、松油醇、聚乙二醇中的一種或多種。
8.根據權利要求1所述制法，其特征是噴霧干燥進料速度為200～500mL/h。<...
【技術特征摘要】
1.原料含可溶鹽的質子導體氧化物燃料電池材料的制法，針對h-sofc電池材料原料受限等問題，其特征在于采用非水溶性原料pbcsc與去離子水制備水溶性原料，經攪拌烘干、煅燒得到所需電池材料，具體工藝步驟與條件如下：
2.根據權利要求1所述制法，其特征是所述去離子水與原料質量比為2～3：1。
3.根據權利要求1所述制法，其特征是所述可溶性鹽類包括其金屬氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、氯鹽、醋酸鹽等，進一步的優選為硫酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物。
4.根據權利要求1所述制法，其特征是所述高能球磨使用研磨介質尺寸為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：廖若星，劉超，鐘文升，歐陽學臻，
申請(專利權)人：紫金礦業集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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