一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，它涉及一种阳极支撑体再利用的方法。本发明解决了采用丝网印刷制备复合电解质膜，烧结后发生开裂的膜会被连同它的阳极支撑体一起废弃掉，导致浪费物力，人力且增加成本的问题。方法：一、将废弃复合电解质膜中阳极支撑体上的开裂的SDC膜清除，得带有YSZ膜的平整的阳极支撑体；二、将SDC电解质浆料印刷于带有YSZ膜的平整的阳极支撑体上，干燥成膜，再重复印刷、干燥步骤，得印有SDC电解质膜的阳极支撑体；三、放入马福炉中，保温烧结，随炉冷却至室温，即完成。本发明将废弃复合电解质膜中阳极支撑体进行再利用，减少了工艺过程中的浪费，节约人力物力，降低成本且膜致密性好。
1.一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法按以下步骤实现：一、将废弃复合电解质膜中阳极支撑体上的开裂的SDC膜用镊子清除，得带有YSZ膜的平整的阳极支撑体；二、采用400～500目的尼龙丝网印刷机将SDC电解质浆料印刷于带有YSZ膜的平整的阳极支撑体上，然后在70～
200℃下干燥0.5～10min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为6～14mm，得印有SDC电解质膜的阳极支撑体；三、将印有SDC电解质膜的阳极支撑体放入马福炉中，用0.2～
3h升温至300～500℃，用0.3～5h升温至501～1000℃，用0.5～2h升温至1001～
1405℃并保温1～6 h，然后用0.5～3h降温至900～1004℃，再用0.3～5h降温至500～
899℃，随炉冷却至室温，即完成废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用；其中YSZ为Y2O3稳定 ZrO2的电解质材料；SDC为Sm掺杂CeO2的中温燃料电池电解质材料。
2.根据权利要求1所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤二中采用420～480目的尼龙丝网印刷机。
3.根据权利要求1所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤二中采用450目的尼龙丝网印刷机。
4.根据权利要求1所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤二中采用460目的尼龙丝网印刷机。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤二中SDC电解质浆料的制备：a、将粒径为0.02～1.0mm的SDC粉末进行球磨2～10h，得SDC粉料；b、按重量比4:5将SDC粉料和有机粘结剂放入玛瑙研钵中研磨
30min，即得SDC电解质浆料；其中步骤a球磨中采用的磨球为玛瑙，物料质量比为2.5:1。
6.根据权利要求5所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤二中在80～190℃下干燥1～8min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为7～
7.根据权利要求5所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤二中在90℃下干燥7min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为8mm。
8.根据权利要求5所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤二中在150℃下干燥3min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为10mm。
9.根据权利要求6、7或8所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤三中用1h升温至350℃，用1h升温至600℃，用1h升温至1200℃并保温
2h，然后用1h降温至980℃，再用1h降温至700℃。
10.根据权利要求6、7或8所述的一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，其特征在于步骤三中用2h升温至400℃，用2h升温至800℃，用1.5h升温至1400℃并保温
3h，然后用2h降温至920℃，再用2h降温至600℃。
一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种阳极支撑体再利用的方法。
背景技术
[0002] 双层复合电解质的电池具有自漏电现象消失，开路电压提高的特点，其重要组成部分复合电解质膜的制备已经受到了诸多关注和研究，Xinge等人在Journal of Power Sources161(2006)301报道，利用丝网印刷共烧结法制备了双层YSZ/SDC电解质膜，(其中YSZ为Y2O3稳定ZrO2的电解质材料；SDC为Sm掺杂CeO2的中温燃料电池电解质材料)。然而，在制备复合电解质膜的过程中发现，无论采用何种方法，都有一定的成品率，那些烧结后发生开裂的复合电解质膜，连同它的阳极支撑体一起，通常被废弃掉了，这大大地浪费了物力、人力，也无形中提高了制备成本。
发明内容
[0003] 本发明为了解决采用丝网印刷制备复合电解质膜，烧结后发生开裂的膜会被连同它的阳极支撑体一起废弃掉，导致浪费物力，人力且增加成本的问题，而提供人一种废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法。
[0004] 废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法按以下步骤实现：一、将废弃复合电解质膜中阳极支撑体上的开裂的SDC膜用镊子清除，得带有YSZ膜的平整的阳极支撑体；二、采用400～500目的尼龙丝网印刷机将SDC电解质浆料印刷于带有YSZ膜的平整的阳极支撑体上，然后在70～200℃下干燥0.5～10min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为6～14mm，得印有SDC电解质膜的阳极支撑体；三、将印有SDC电解质膜的阳极支撑体放入马福炉中，用0.2～3h升温至300～500℃，用0.3～5h升温至501～1000℃，用
0.5～2h升温至1001～1405℃并保温1～6h，然后用0.5～3h降温至900～1004℃，再用0.3～5h降温至500～899℃，随炉冷却至室温，即完成废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用。
[0005] 本发明中采用废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法，制备的复合电解质膜致密性好，膜与阳极支撑体结合紧密，制造成电池并测试其开路电压接近理论电压(1V以上)，性能优越；本发明利用的废弃复合电解质膜中阳极支撑体，是外层的SDC电解质膜开裂，而里层的YSZ层保持完好，这给利用废弃阳极支撑体制备复合电解质膜提供了基础；本发明将废弃复合电解质膜中阳极支撑体进行再利用，减少了工艺过程中的浪费，节约人力物力，降低了复合电解质膜的制备成本，对大规模生产具有重要意义。
附图说明
[0006] 图1是具体实施方式一中废弃复合电解质膜的示意图，其中1为SDC电解质膜，2为YSZ电解质膜，3为阳极支撑体；图2是具体实施方式十三中单电池的输出特性曲线图，其中口为功率密度曲线，■为电池电压曲线；图3是具体实施方式十三中单电池的断面SEM图。
具体实施方式
[0007] 本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
[0008] 具体实施方式一：结合图1所示，本实施方式废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法按以下步骤实现：一、将废弃复合电解质膜中阳极支撑体上的开裂的SDC膜用镊子清除，得带有YSZ膜的平整的阳极支撑体；二、采用400～500目的尼龙丝网印刷机将SDC电解质浆料印刷于带有YSZ膜的平整的阳极支撑体上，然后在70～200℃下干燥0.5～10min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为6～14mm，得印有SDC电解质膜的阳极支撑体；三、将印有SDC电解质膜的阳极支撑体放入马福炉中，用0.2～3h升温至300～
500℃，用0.3～5h升温至501～1000℃，用0.5～2h升温至1001～1405℃并保温1～
6h，然后用0.5～3h降温至900～1004℃，再用0.3～5h降温至500～899℃，随炉冷却至室温，即完成废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用。
[0009] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中采用400目的尼龙丝网印刷机。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
[0010] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中采用500目的尼龙丝网印刷机。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
[0011] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中采用420～480目的尼龙丝网印刷机。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
[0012] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中采用450目的尼龙丝网印刷机。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
[0013] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中采用460目的尼龙丝网印刷机。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
[0014] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五或六不同的是步骤二中SDC电解质浆料的制备：a、将粒径为0.02～1.0mm的SDC粉末进行球磨2～10h，得SDC粉料；b、按重量比4∶5将SDC粉料和有机粘结剂放入玛瑙研钵中研磨30min，即得SDC电解质浆料；其中步骤a球磨中采用的磨球为玛瑙，物料质量比为2.5∶1。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
[0015] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤二中在80～190℃下干燥1～8min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为7～13mm。其它步骤及参数与具体实施方式七相同。
[0016] 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤二中在90℃下干燥7min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为8mm。其它步骤及参数与具体实施方式七相同。
[0017] 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤二中在150℃下干燥3min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为10mm。其它步骤及参数与具体实施方式七相同。
[0018] 具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式八、九或十不同的是步骤三中用1h升温至350℃，用1h升温至600℃，用1h升温至1200℃并保温2h，然后用1h降温至
980℃，再用1h降温至700℃。其它步骤及参数与具体实施方式八、九或十相同。
[0019] 具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式八、九或十不同的是步骤三中用2h升温至400℃，用2h升温至800℃，用1.5h升温至1400℃并保温3h，然后用2h降温至
920℃，再用2h降温至600℃。其它步骤及参数与具体实施方式八、九或十相同。
[0020] 具体实施方式十三：本实施方式废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用的方法按以下步骤实现：一、将废弃复合电解质膜中阳极支撑体上的开裂的SDC膜用镊子清除，得带有YSZ膜的平整的阳极支撑体；二、采用450目的尼龙丝网印刷机将SDC电解质浆料印刷于带有YSZ膜的平整的阳极支撑体上，然后在100℃下干燥4min成膜，再重复印刷、干燥步骤至膜的厚度为10mm，得印有SDC电解质膜的阳极支撑体；三、将印有SDC电解质膜的阳极支撑体放入马福炉中，用2.5h升温至450℃，用2.5h升温至800℃，用1.5h升温至1305℃并保温4h，然后用2.5h降温至900℃，再用4h降温至500℃，随炉冷却至室温，即完成废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用。
[0021] 测试本实施方式废弃复合电解质膜中阳极支撑体再利用后制备所得复合电解质膜的性能：采用孔径为400～600目的丝网将BSCF(Ba0.5Sr0.5Co0.6Fe0.4O3)粉末印刷于本实施方式中制备的复合电解质膜表面，得到厚度为30mm的BSCF阴极膜，然后在150℃下干燥0.5～10min，得到组件，再用银导电胶将组件封装于陶瓷管的一端，得到单电池；用银丝作为电流和电压测量引线，为扣除引线电阻，用四电极法进行测试，氢气作为还原剂，室内空气作为氧化剂，所用测试仪器为英国Solartron公司生产的SI1260阻抗分析仪和SI1287电化学界面；测试在750℃时单电池的输出特性曲线，结果如图2所示，电池开路电压达
2
1.08V，输出性能稳定，最高输出功率密度达0.38W/cm，说明本实施方式中的复合电解质膜的气密性好，没有开裂现象，复合电解质膜的性能优越。从图3中可知，复合电解质膜各层之间结合紧密，结构致密，其中YSZ层厚度为5mm，SDC层厚度为13mm。
