專利名稱：一種硫氧固體氧化物燃料電池陽極材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬于新型燃料電池及化工生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及硫氧固體氧化物燃料電池陽極的制備。
背景技術(shù)：
:化學(xué)工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，如何采用先進技術(shù)降低化工生產(chǎn)的能耗是我國化工研究的核心問題之一。硫酸是一種用途極為廣泛的化工產(chǎn)品，現(xiàn)有的硫酸生產(chǎn)工藝中一直存在著大量化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能而被浪費的問題，如何回收這些能量是硫酸生產(chǎn)工藝改革的方向
之一 O專利(ZL200510022638.6)提出了以硫磺為原料，用固體氧化物燃料電池為硫酸合成器的方法，實現(xiàn)硫酸生產(chǎn)、化學(xué)發(fā)電和環(huán)境保護三位一體的結(jié)合。專利(ZL200810022107.0)提出了 Laa8Caa2CrO3為硫氧固體氧化物燃料電池的陽極材料，輸出電壓可達到0.67V。專利(ZL201010228657.5)提出了 Laa8Pra2CrO3為硫氧固體氧化物燃料電池的陽極材料，輸出電壓可達0.73V。繼續(xù)研發(fā)硫氧固體氧化物燃料電池中催化性能更加優(yōu)越的陽極材料，是完善硫氧固體氧化物燃料電池性能的重要步驟
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明所述的硫氧固體氧化物燃料電池采用硫磺為燃料，電池產(chǎn)物為三氧化硫。硫氧固體氧化物燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)是制備電池的陽極材料，本發(fā)明提供一種硫氧固體氧化物燃料電池陽極材料。硫氧固體氧化物燃料電池陽極漿料制備步驟為:取200目篩下的a -Fe2O3或者Fe3O4粉體材料，加入3 %的聚乙烯醇縮丁醛為粘結(jié)劑，10 %的乙基纖維素為增孔劑，經(jīng)球磨6小時后，70°C烘干，分散在松油醇中為陽極漿料，在固體電解質(zhì)基片的一面上涂敷a -Fe2O3或者Fe3O4陽極漿料，涂敷后的基片經(jīng)1400°C焙燒。硫氧固體氧化物燃料電池陰極衆(zhòng)料制備步驟為:按照Laa 5Sra 5Μη03化學(xué)計量比稱取La203、SrCOJP MnCO3研磨，壓片，經(jīng)1200°C焙燒后再研磨成粉，取360目篩下粉加入3%的聚乙烯醇縮丁醛為粘結(jié)劑，10%的乙基纖維素為增孔劑，經(jīng)球磨5小時后，50°C烘干，分散在松油醇中為Laa5Sra5MnO3陰極漿料。硫氧固體氧化物燃料電池的固體電解質(zhì)基片制備步驟為:取400-600目5-8%(摩爾百分比)Y2O3穩(wěn)定的ZrO2 (YSZ)粉體，在10-15MPa壓力下壓制成為固體電解質(zhì)基片。在基片的一面上涂敷Laa5Sra5MnO3陰極漿料，另一面上涂敷a -Fe2O3或者Fe3O4陽極漿料，涂敷后的基片經(jīng)1400°C焙燒。硫氧固體氧化物燃料電池的陰極通入空氣或氧氣，氧氣分壓為20-100kPa，流速100-500cmVmin ;陽極通入硫蒸氣為電池燃料時，硫蒸氣分壓為100-120kPa，流速70-200cm3/min，工作溫度為700_850°C，電池反應(yīng)產(chǎn)物為三氧化硫。
具體實施方式
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實例I硫氧固體氧化物燃料電池采用600目8% (摩爾百分比)Y2O3穩(wěn)定的ZrO2(YSZ)粉體壓片成固體電解質(zhì)基片，在基片的一面上涂敷Laa 5Sra 5Μη03陰極漿料，另一面上涂敷a -Fe2O3陽極漿料，涂敷后的片基經(jīng)1400°C焙燒。電池陽極通入S(g)，分壓為120kPa，流速200cmVmin ;電池陰極通入氧氣，壓力為IOOkPa,流速IOOcmVmin ;電池工作溫度為850°C，電池輸出電壓為0.76V。實例2硫氧固體氧化物燃料電池采用400目5% (摩爾百分比)Y2O3穩(wěn)定的ZrO2(YSZ)粉體壓片成固體電解質(zhì)基片，在基片的一面上涂敷Laa 5Sra 5Μη03陰極漿料，另一面上涂敷Fe3O4陽極漿料。涂敷后的片基經(jīng)1400°C焙燒。電池陽極通入S(g)，分壓為IOOkPa,流速70cm3/min ;電池陰極通入空氣，壓力為IOOkPa,氧氣分壓為21kPa,流速500cm3/min ;電池工作溫度為850°C，電池輸出電壓為0.74V。實例3硫氧固體氧化物燃料電池采用600目8% (摩爾百分比)Y2O3穩(wěn)定的ZrO2(YSZ)粉體壓片成固體電解質(zhì)基片，在基片的一面上涂敷Laa 5Sra 5Μη03陰極漿料，另一面上涂敷a -Fe2O3陽極漿料，涂敷后的片基經(jīng)1400°C焙燒。電池陽極通入S(g)，分壓為120kPa，流速200cmVmin ;電池陰極通入氧氣，壓力為IOOkPa,流速IOOcmVmin ;電池工作溫度為700°C，電池輸出電壓為0.58V。實例4硫氧固體氧化物燃料電池采用400目5% (摩爾百分比)Y2O3穩(wěn)定的ZrO2(YSZ)粉體壓片成固體電解質(zhì)基片，在基片的一面上涂敷Laa 5Sra 5Μη03陰極漿料，另一面上涂敷Fe3O4陽極漿料。涂敷后的片基經(jīng)1400°C焙燒。電池陽極通入S(g)，分壓為IOOkPa,流速70cm3/min ;電池陰極通入空氣，壓力為IOOkPa,氧氣分壓為21kPa,流速500cm3/min ;電池工作溫度為700°C，電池輸出電壓為0.55V。
權(quán)利要求
1.一種硫氧固體氧化物燃料電池陽極材料，其特征在于:該電池陽極材料為C1-Fe2O3或者Fe3O4,電池以硫蒸氣為燃料的工作溫度為700-850°C，電池反應(yīng)產(chǎn)物為三氧化硫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氧固體氧化物燃料電池陽極材料，其特征在于:取200目篩下的a -Fe2O3或者Fe3O4粉體材料，加入3%的聚乙烯醇縮丁醛為粘結(jié)劑，10%的乙基纖維素為增孔劑，經(jīng)球磨6小時后，70°C烘干，分散在松油醇中為陽極漿料，在固體電解質(zhì)基片的一面上涂敷a -Fe2O3或者Fe3O4陽極漿料，涂敷后的基片經(jīng)1400°C焙燒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硫氧固體氧化物燃料電池陽極材料，屬于新型燃料電池及化工生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。硫氧固體氧化物燃料電池固體電解質(zhì)為YSZ粉體，陰極為La0.5Sr0.5MnO3，陽極為α-Fe2O3或者Fe3O4。電池以硫蒸氣為燃料的工作溫度為700-850℃，電池反應(yīng)產(chǎn)物為三氧化硫。硫氧固體氧化物燃料電池可以作為工業(yè)化生產(chǎn)硫酸的合成器，實現(xiàn)硫酸生產(chǎn)、化學(xué)發(fā)電和環(huán)境保護三位一體的結(jié)合。
文檔編號H01M4/90GK103117399SQ20131004390
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者毛思萌, 吳鵬, 楊軍 申請人:安徽能化燃料電池有限公司