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一种选择性去除矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法及应用

申请号 CN202311820242.0 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN117895004A 公开(公告)日 2024-04-16
申请人 华南理工大学; 发明人 赵伯特; 林浩庆; 冯佩瑶;
摘要 本 发明 属于固体 氧 化物 燃料 电池 及 电解 池技术领域,公开了一种选择性去除 钙 钛 矿基空气 电极 表面富集及偏析元素的方法及应用。方法:将 钙钛矿 基空气电极或电极粉体在 碱 液中处理,然后清洗,烘干;碱液的浓度为0.01~10mol L‑1;碱液的pH值大于7;处理时间为1~600min。本发明的方法极大地增加了电极表面的活性位点并大幅度提高了本征活性,同时,电极的 稳定性 及抗 水 性能提高。本发明的方法能有效提高 固体氧化物 燃料电池 的 峰值功率 密度 以及固体氧化物 电解池 的 电流 密度,并提高电池和电解池的长期稳定性。所述方法得到的空气电极用于固体氧化物燃料电池及固体氧化物电解池。
权利要求

1.一种选择性去除矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:包括以下步骤:将钙钛矿基空气电极或电极粉体在液中处理,然后清洗,烘干;
‑1
所述碱液的浓度为0.01~10mol L ;所述碱液的pH值大于7;
所述处理时间为1~600min。
2.根据权利要求1所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:
‑1
所述碱液的浓度为0.2~2mol L ;
所述处理时间为20~120min。
3.根据权利要求1所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:
所述碱液为强碱溶液、弱碱溶液或强碱弱酸盐的溶液中的一种以上。
4.根据权利要求3所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:所述碱液为强碱溶液。
5.根据权利要求4所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:所述碱液为氢、氢氧化钠、氢氧化锂溶液中的一种。
6.根据权利要求1所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:所述的钙钛矿基空气电极为钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物构成的空气电极,以及含有钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物中的一种以上的复合空气电极;
所述的电极粉体为钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物构成的空气电极粉体或原料,以及含有钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物中的一种以上的复合空气电极粉体或原料;
所述清洗的清洗液为或易挥发的有机溶剂
所述的表面富集及偏析元素为碱土金属元素或稀土金属元素在钙钛矿晶格表面的富集层、碱土金属元素或稀土金属元素的氧化物,碱土金属元素或稀土金属元素与环境中水或二氧化反应产生的产物中的一种以上。
7.根据权利要求6所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:
所述钙钛矿氧化物的分子式为ABO3‑δ;其中A位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种;B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种;0≤δ≤1;
类钙钛矿氧化物的分子式为An+1BnO3n+1;其中A位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种;B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种;n≥1;
双钙钛矿氧化物的分子式为AA’B2O5+δ;其中A和A’位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种,且A和A’不能相同;B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种;0≤δ≤
1;
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙中一种以上。
8.根据权利要求7所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:所述钙钛矿氧化物的分子式为ABO3‑δ;其中A位阳离子为Ba、Sr或La;B位阳离子为Fe、Co、Ni、Mn、Cu或Zn;
所述的类钙钛矿氧化物的分子式为An+1BnO3n+1;其中A位阳离子为La、Pr、Gd;B位阳离子为Fe、Co、Ni、Mn、Cu或Zn;
所述的双钙钛矿氧化物的分子式为AA’B2O5+δ;A为La、Pr、Sm、Gd,A’为Ba、Sr、Ca,B位阳离子为Fe、Co、Ni、Mn、Cu或Zn。
9.根据权利要求1所述选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,其特征在于:
所述清洗的次数为3~10次,控制最后一次洗涤后清洗剂的pH值不大于7;烘干温度
60~300℃,烘干时间为大于2h。
10.根据权利要求1~9任一项所述方法得到的空气电极在固体氧化物燃料电池及固体氧化物电解池中的应用。

说明书全文

一种选择性去除矿基空气电极表面富集及偏析元素的方

法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及固体化物燃料电池电解池(SOFC/SOEC,统称SOC)技术领域,具体涉及一种选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法及应用。

背景技术

[0002] 基于固体氧化物电池(SOC)的能量转换系统因具有高效率、低排放和优异的燃料灵活性,有可能成为电和化学燃料之间可逆转换的最清洁、最高效的系统。然而,由于缺乏高性能的电极材料,该技术的广泛实施受到阻碍。钙钛矿基材料(结构通式为ABO3‑δ、An+1BnO3n+1、AA’B2O5+δ)由A位的稀土金属元素或土金属元素,以及B位的过渡金属元素组成,由于具有电子、离子多重传导能力,显示出作为SOC空气电极的应用的巨大前景。但在材料制备或电池运行过程中,钙钛矿基材料表面或界面附近易发生A位阳离子的富集及偏析现象,富集或偏析的阳离子氧化物具有较差的电子离子传输性能以及电催化活性,且易与空气中的和二氧化反应生成惰性的氢氧化物和碳酸盐,从而覆盖电极表面的活性位点。
这不仅严重地减慢了电极的反应动力学,而且极大地降低了耐久性和使用寿命。
[0003] 除此之外,钙钛矿中的过渡金属元素一般被认为是电极反应的活性中心,为提升电极活性,应尽可能让B位活性中心暴露在电极表面。

发明内容

[0004] 有鉴于此,本发明提供了一种选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的碱液处理方法。经该方法处理后的空气电极在固体氧化物燃料电池和固体氧化物电解池的应用中表现出出色的催化性能和长期稳定性。该方法在实施过程中不破坏电池整体结构,不使用其它复杂或昂贵的辅助设备,操作简单易于大规模实施。
[0005] 本发明的另一目的在于提供由上述方法得到的空气电极或电极粉体在固体氧化物燃料电池和固体氧化物电解池中的应用。
[0006] 本发明的技术方案为:
[0007] 一种选择性去除钙钛矿基空气电极表面富集及偏析元素的方法,包括以下步骤:将钙钛矿基空气电极或电极粉体在碱液中处理,然后清洗,烘干;
[0008] 所述碱液的浓度为0.01~10mol L‑1;所述碱液的pH值大于7;
[0009] 所述处理时间为1~600min。
[0010] 优选地,所述碱液的浓度为0.2~2mol L‑1;所述处理时间为20~120min。
[0011] 所述碱液为强碱溶液、弱碱溶液或强碱弱酸盐的溶液中的一种以上,包括但不限于氢氧化锂、氢氧化、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化铯、水、碳酸钠、碳酸氢钠等的溶液;优选为强碱溶液。
[0012] 所述碱液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂溶液中一种以上。
[0013] 所述碱液的温度为室温至100℃;所述碱液为流动碱液或静态碱液;流动碱液为在所述碱液的基础上,使用辅助手段包括但不限于搅拌、冲洗、超声等实现碱液的动态扰动。
[0014] 所述的钙钛矿基空气电极为钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物构成的空气电极,以及含有钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物中的一种以上的复合空气电极;
[0015] 所述的电极粉体为钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物构成的空气电极粉体或原料,以及含有钙钛矿型氧化物、类钙钛矿氧化物、双钙钛矿氧化物中的一种以上的复合空气电极粉体或原料;
[0016] 所述钙钛矿氧化物的分子式为ABO3‑δ;其中A位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种,优选Ba、Sr或La;B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种,优选Fe、Co、Ni、Mn、Cu或Zn;0≤δ≤1。
[0017] 所述的类钙钛矿氧化物的分子式为An+1BnO3n+1;其中A位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种,优选La、Pr、Gd;B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种,优选Fe、Co、Ni、Mn、Cu或Zn;n≥1。
[0018] 所述的双钙钛矿氧化物的分子式为AA’B2O5+δ;其中A和A’位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种,且A和A’不能相同,A优选La、Pr、Sm、Gd,A’优选Ba、Sr、Ca,B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种,优选Fe、Co、Ni、Mn、Cu或Zn;0≤δ≤1。
[0019] 所述清洗的清洗液为水或易挥发的有机溶剂
[0020] 所述有机溶剂,包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙等。所述的清洗的次数为3~10次,控制最后一次清洗后pH值不大于7;
[0021] 钙钛矿空气电极或电极粉体与碱液的质量体积比为0.01~100g L‑1。
[0022] 所述的烘干温度为60~300℃,烘干时间为大于2h。
[0023] 所述的电极粉体在经过上述方法处理后,可用于燃料电池空气电极的制备,具有比未处理电极粉体制备的电极更好的性能。
[0024] 所述的被去除的表面富集及偏析元素为碱土金属元素或稀土金属元素在钙钛矿晶格表面的富集层、碱土金属元素或稀土金属元素的氧化物,碱土金属元素或稀土金属元素与环境中水或二氧化碳反应产生的产物中的一种或两种以上。
[0025] 本发明提出的方法在碱液处理电极及电极粉体上具有以下优势:碱性溶液和酸性溶液均能对表面富集或偏析的元素进行去除,但相对比酸性液体,钙钛矿材料在碱性液体中更为稳定,在去除电极表面富集或偏析元素的同时,不容易对电极材料的结构造成破坏,在去除表面富集或偏析元素上具有高的选择性。
[0026] 在本发明中,处理过后的电极及电极粉体通过X射线衍射图谱(XRD)测试,相结构不发生变化,峰位未发生偏移,说明去除的碱土金属元素和稀土金属元素是电极表面富集及偏析元素,若XRD表征相结构已发生变化,说明电极结构遭到破坏。
[0027] 所述空气电极为固体氧化物燃料电池和/或固体氧化物电解池中电极。
[0028] 所述方法得到的空气电极在固体氧化物燃料电池及固体氧化物电解池中的应用。
[0029] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0030] 经过碱液处理,钙钛矿基空气电极表面富集及偏析的碱土金属元素被选择性去除,极大地增加了电极表面的活性位点并大幅度提高了本征活性,同时,电极的稳定性及抗水能力提高,碱液处理能够有效提高固体氧化物燃料电池的峰值功率密度以及固体氧化物电解池的电流密度,并提高电池和电解池的长期稳定性。附图说明
[0031] 图1是实施例1中PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ(PBSCF)在KOH溶液处理前后的形貌对比,(a)为处理前的PBSCF,(b)为处理后的PBSCF;
[0032] 图2是实施例1中处理完PBSCF的KOH溶液的中Pr、Ba、Sr、Co、Fe元素的物质的量浓度百分比,该结果由ICP‑OES测试分析获得;
[0033] 图3是实施例1中PBSCF在KOH溶液处理前后的相结构对比,(a)为处理前的PBSCF,(b)为处理后的PBSCF;
[0034] 图4是实施例2中PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ(PBCC)在KOH溶液处理前后的形貌对比,(a)为处理前的PBCC,(b)为处理后的PBCC;
[0035] 图5是实施例2中PBCC在KOH溶液处理前后的相结构对比,(a)为处理前的PBCC,(b)为处理后的PBCC;
[0036] 图6是实施例3中未经KOH溶液处理的PBSCF对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)和经KOH溶液处理的PBSCF对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比;
[0037] 图7是实施例4中未经KOH溶液处理的PBCC对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)和经KOH溶液处理的PBCC对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比;
[0038] 图8是实施例5中未经KOH溶液处理的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)和经KOH溶液处理的LSCF(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)对称电池在不同温度下的极化阻抗对比;
[0039] 图9是实施例6中未经KOH溶液处理的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)和经KOH溶液处理的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比;
[0040] 图10是实施例7中未经KOH溶液处理的PBSCF单电池和经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下的放电模式I‑V‑P曲线对比;
[0041] 图11是实施例7中未经KOH溶液处理的PBSCF单电池和经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下的电解模式I‑V曲线对比;
[0042] 图12是实施例7中经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下,放电电流密度为1A ‑2cm 下的耐久性测试;
[0043] 图13是实施例7中经KOH溶液处理的PBSCF单电池在600℃下,电解电流密度为0.5A ‑2cm 下的耐久性测试;
[0044] 图14是实施例7中经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下,恒定电流密度为±‑20.5Acm 下进行燃料电池与电解池的可逆循环稳定性测试;
[0045] 图15是实施例8、实施例6、对比例1中经2mol L‑1KOH溶液处理不同时间(20min、120min、300min)的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比;
[0046] 图16是对比例2、实施例9、实施例6中不同浓度(0mol L‑1、0.2mol L‑1、2mol L‑1)KOH溶液处理2h的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比。

具体实施方式

[0047] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地的描述,但本发明的实施方式不限于此。
[0048] 实施例1
[0049] 称取溶胶凝胶法合成的PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ(PBSCF)双钙钛矿氧化物在950℃煅烧2h,该步骤同制备空气电极的煅烧步骤。然后称取1g煅烧后的样品在室温下浸入15mL ‑12mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h。然后用去离子水洗涤并抽滤3次,转移入120℃烘箱中干燥5h。
[0050] 图1是实施例1中PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ(PBSCF)在KOH溶液处理前后的形貌对比,(a)为处理前的PBSCF,(b)为处理后的PBSCF;
[0051] 图2是实施例1中处理完PBSCF的KOH溶液的中Pr、Ba、Sr、Co、Fe元素的物质的量浓度百分比,该结果由ICP‑OES测试分析获得;
[0052] 图3是实施例1中PBSCF在KOH溶液处理前后的相结构对比,(a)为处理前的PBSCF,(b)为处理后的PBSCF。
[0053] 由图1可以看出,经过KOH溶液处理的PBSCF表面的偏析物种被去除。
[0054] 由图2可以看出,PBSCF在KOH溶液中的溶出元素主要是Ba和Sr,在溶出元素中的占比(物质的量百分比)分别为83.7%和16%。
[0055] 由图3可以看出,未经过KOH溶液处理和经过KOH溶液处理的PBSCF相结构没有发生明显变化。
[0056] 实施例2
[0057] 称取溶胶凝胶法合成的PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ(PBCC)双钙钛矿氧化物在950℃煅烧‑12h,该步骤同制备空气电极的煅烧步骤。然后在室温下将煅烧后样品浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h。然后用去离子水洗涤并抽滤3次,转移入120℃烘箱中干燥
5h。
[0058] 图4是实施例2中PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ(PBCC)在KOH溶液处理前后的形貌对比,(a)为处理前的PBCC,(b)为处理后的PBCC;
[0059] 图5是实施例2中PBCC在KOH溶液处理前后的相结构对比,(a)为处理前的PBCC,(b)为处理后的PBCC。
[0060] 由图4可以看出,经过KOH溶液处理的PBCC表面的偏析物种被去除。
[0061] 由图5可以看出,未经过KOH溶液处理和经过KOH溶液处理的PBCC相结构没有发生明显变化。
[0062] 实施例3
[0063] 将已制备好的以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质,以PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ‑1(PBSCF)双钙钛矿氧化物为空气电极的对称电池浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h,然后用去离子水冲洗空气电极10次,最后一次冲洗废液的pH值不超过7,接着将对称电池放入120℃烘箱中干燥5h。
[0064] 图6是实施例3中未经KOH溶液处理的PBSCF对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)和经KOH溶液处理的PBSCF对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比。
[0065] 由图6可以看出,相比空气电极未经过处理的对称电池,经过KOH溶液处理后,PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ空气电极在各个温度下的极化阻抗明显减小。
[0066] 实施例4
[0067] 将已制备好的以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质,以PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ(PBCC)双钙‑1钛矿氧化物为空气电极的对称电池浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h,然后用去离子水冲洗空气电极10次,最后一次冲洗废液的pH值不超过7,接着将对称电池放入
120℃烘箱中干燥5h。
[0068] 图7是实施例4中未经KOH溶液处理的PBCC对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)和经KOH溶液处理的PBCC对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比。
[0069] 由图7可以看出,相比空气电极未经过处理的对称电池,经过KOH溶液处理后,PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ空气电极在各个温度下的极化阻抗明显减小。
[0070] 实施例5
[0071] 将已制备好的以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质,以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)‑1钙钛矿氧化物为空气电极的对称电池浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h,然后用去离子水冲洗空气电极10次,最后一次冲洗废液的pH值不超过7,接着将对称电池放入120℃烘箱中干燥5h。
[0072] 图8是实施例5中未经KOH溶液处理的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)对称电池(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)和经KOH溶液处理的LSCF(以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质)对称电池在不同温度下的极化阻抗对比。
[0073] 由图8可以看出,相比空气电极未经过处理的对称电池,经过KOH溶液处理后,La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ空气电极在各个温度下的极化阻抗明显减小。
[0074] 实施例6
[0075] 将已制备好的以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质,以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)钙钛矿氧‑1化物为空气电极的对称电池浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h,然后用去离子水冲洗空气电极10次,最后一次冲洗废液的pH值不超过7,接着将对称电池放入120℃烘箱中干燥5h。
[0076] 图9是实施例6中未经KOH溶液处理的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)和经KOH溶液处理的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比。
[0077] 由图9可以看出,相比空气电极未经过处理的对称电池,经过KOH溶液处理后,La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ空气电极在各个温度下的极化阻抗明显减小。
[0078] 实施例7
[0079] 将已制备好的以BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3‑NiO(质量比为2:3)为阳极,BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3为电解质,PBSCF双钙钛矿氧化物为空气电极的质子陶瓷电池,用胶‑1带将空气电极以外的区域贴住以防止碱液进入多孔阳极,然后浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h,然后用去离子水冲洗单电池空气电极10次,冲洗废液的pH值不超过7,接着将单电池放入120℃烘箱中干燥5h。
[0080] 图10是实施例7中未经KOH溶液处理的PBSCF单电池和经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下的放电模式I‑V‑P曲线对比;图11是实施例7中未经KOH溶液处理的PBSCF单电池和经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下的电解模式I‑V曲线对比;图12是实施例7中‑2经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下,放电电流密度为1A cm 下的耐久性测试;图13是‑2
实施例7中经KOH溶液处理的PBSCF单电池在600℃下,电解电流密度为0.5A cm 下的耐久性测试;图14是实施例7中经KOH溶液处理的PBSCF单电池在650℃下,恒定电流密度为±0.5A ‑2
cm 下进行燃料电池与电解池的可逆循环稳定性测试。
[0081] 由图10可以看出,相比空气电极未经过处理的单电池,经过KOH溶液处理后,单电池在650℃具有更高的峰值功率密度。
[0082] 由图11可以看出,相比空气电极未经过处理的单电池,经过KOH溶液处理后,单电池在650℃下具有更高的电解电流密度。
[0083] 由图12可以看出,经过KOH溶液处理后,PBSCF单电池在650℃下恒电流放电试验中表现出优异的耐久性。
[0084] 由图13可以看出,经过KOH溶液处理后,PBSCF单电池在600℃下恒电流电解试验中表现出优异的耐久性。
[0085] 由图14可以看出,经过KOH溶液处理后,PBSCF单电池在恒电流放电与电解可逆循环试验中表现出优异的循环稳定性。
[0086] 实施例8
[0087] 将已制备好的以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质,以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)钙钛矿氧‑1化物为空气电极的对称电池浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌20min,然后用去离子水冲洗空气电极10次,最后一次冲洗废液的pH值不超过7,接着将对称电池放入
120℃烘箱中干燥5h。
[0088] 实施例9
[0089] 将已制备好的以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质,以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)钙钛矿氧‑1化物为空气电极的对称电池浸入15mL 0.2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌2h,然后用去离子水冲洗空气电极10次,接着将对称电池放入120℃烘箱中干燥5h。
[0090] 对比例1
[0091] 将已制备好的以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质,以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)钙钛矿氧‑1化物为空气电极的对称电池浸入15mL 2mol L KOH溶液中,以300rpm转速搅拌300min,然后用去离子水冲洗空气电极10次,最后一次冲洗废液的pH值不超过7,接着将对称电池放入
120℃烘箱中干燥5h。
[0092] 对比例2
[0093] 将已制备好的以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质,以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O5+δ(LSCF)钙钛矿氧化物为空气电极的对称电池浸入15mL去离子水中,以300rpm转速搅拌2h,然后用去离子水冲洗空气电极10次,接着将对称电池放入120℃烘箱中干燥5h。
[0094] 图15是实施例8、实施例6、对比例1中经2mol L‑1KOH溶液处理不同时间(20min、120min、300min)的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比。
[0095] 由图15可以看出,LSCF电极在2mol L‑1KOH溶液中处理时间对电极活性测试不同影响,当处理时间为20~120min,电极活性提升明显,当处理时间达到300min,电极活性相比20~120min有所下降。
[0096] 图16是对比例2、实施例9、实施例6中不同浓度(0mol L‑1、0.2mol L‑1、2mol L‑1)KOH溶液处理2h的LSCF对称电池(以Sm0.2Ce0.8O1.9为电解质)在不同温度下的极化阻抗对比。
[0097] 由图16可以看出,LSCF电极在0.2mol L‑1KOH溶液和2mol L‑1KOH溶液中均具有较好的处理效果,但在去离子水中处理后,电极活性变差,说明LSCF电极需在一定浓度的KOH溶液中才具有较好的处理效果。