一种固体电解质支撑体及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN112436171B

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202011332620.7

    申请日:2020-11-24

    Applicant: 济南大学

    Inventor: 董德华 王腾鹏

    Abstract: 本发明属于电池技术领域,具体涉及一种固体电解质支撑体及其制备方法和应用。所述电解质支撑体由微通道层和致密层组成;其中所述的微通道结构一端横截面为∩形并与致密层相连,另一端横截面贯穿支撑体与外界相通。所述的致密层厚度为0.5‑10μm。本发明所制备的电解质支撑体,用于离子传输的致密层厚度小,解决了现有电池电解质支撑体厚度大,离子传输距离大的问题;∩型电极/电解质界面有效增加电化学反应位点,有效降低了极化损失,本发明所述支撑体应用于电池降低了欧姆损失和极化损失,同时改善电极/电解质界面的结合强度,提高电池稳定性。

    一种金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN113860283A

    公开(公告)日:2021-12-31

    申请号:CN202111148329.9

    申请日:2021-09-29

    Applicant: 济南大学

    Abstract: 本发明涉及碳微米管制备技术领域,具体公开一种金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法及其应用。所述方法包括:(1)提供含有1,3,5‑三(4‑氨基苯基)苯和金属盐的有机溶剂,备用。(2)将酸液加入至步骤(1)的有机溶剂中进行聚合反应,得到碳微米管前驱体。(3)将所述碳微米管前驱体在惰性气氛下煅烧,即得。相比较传统的一些碳管合成方法,本发明利用1,3,5‑三(4‑氨基苯基)苯和金属盐在酸性溶液中能够发生原位聚合反应的特点,一步合成了金属单原子和氮双掺杂的中空碳微米管,这种方法操作简便、形貌和尺寸可控、掺杂的异原子分散更均匀、有效降低材料的制备成本。

    对称材料非对称结构电解池及其制备方法

    公开(公告)号:CN113337834A

    公开(公告)日:2021-09-03

    申请号:CN202110621301.6

    申请日:2021-06-03

    Applicant: 济南大学

    Abstract: 本发明属于固体氧化物电解池技术领域,具体涉及称材料非对称结构电解池及其制备方法和其应用。所述对称材料非对称结构电解池由具有微通道结构的电极支撑体、薄电解质层及多孔电极层组成;所述的微通道结构一端贯穿支撑体,另一端与薄电解质层连;所述构成多孔电极层的对称材料由NiO和氧离子导体材料混合组成,或者构成多孔电极层的对称材料为纯钙钛矿材料或钙钛矿与氧离子导体材料混合组成。本发明方法采用含Ni基电极或钙钛矿基电极与电解质三层共烧,极大增加电极/电解质界面结合力,同时保证电极有足够的孔隙率用于气体扩散。本发明所制备的电解池可根据应用场景选择是否采用燃料辅助电解CO2、H2O。

    一种改进的电气共生电化学反应器及其制备方法

    公开(公告)号:CN112397752A

    公开(公告)日:2021-02-23

    申请号:CN202011264961.5

    申请日:2020-11-12

    Applicant: 济南大学

    Inventor: 董德华 范东杰

    Abstract: 本发明涉及固体氧化物燃料电池(SOFC)发电及天然气重整技术领域,尤其涉及一种改进的电气共生电化学反应器及其制备方法。所述反应器具有树枝状的微通道结构的阳极支撑SOFC,纳米纤维催化剂装载在微通道中作为反应器的重整床层,空隙率达90%以上,实现了碳氢燃料的电极内重整,实现吸热反应和放热反应的耦合。制备方法为将分散有纳米纤维催化剂悬浮液滴加到微通道结构的支撑体中,将纳米纤维催化剂加载到微通道内,烘干,重复上述加载过程,直至达到加载质量占比为0.6wt.%‑2.5wt.%,制得电气共生反应器。所述制备方法可以在SOFC阳极内形成吸热重整,有效减少阳极内因燃料氧化产生的热点,实现热耦合,提高能量效率。

    一种高稳定陶瓷透氧膜材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN116036892B

    公开(公告)日:2024-06-14

    申请号:CN202111264852.8

    申请日:2021-10-28

    Applicant: 济南大学

    Abstract: 本发明涉及膜分离领域,具体涉及一种高稳定陶瓷透氧膜材料及其制备方法。所述透氧膜包含萤石支撑体和致密分离层;所述萤石支撑体为树枝状孔结构支撑体,所述萤石支撑体厚度为2‑4 mm;所述致密分离层为掺杂镍盐的萤石结构层,所述致密分离层的厚度为10‑30μm,其中Ni2+与萤石粉体的质量比为0.03‑0.15:1。本发明所述的陶瓷透氧膜在高温下具有机械稳定性和化学稳定性,可以在还原气氛和催化反应中保持成分和结构稳定,推展了陶瓷透氧膜的应用领域,萤石型陶瓷的电子电导率比较低,通过在萤石型陶瓷中掺入Ni,提高萤石型陶瓷的电子导电性能,满足透氧膜中电子导电的要求。

    对称材料非对称结构电解池及其制备方法

    公开(公告)号:CN113337834B

    公开(公告)日:2022-09-09

    申请号:CN202110621301.6

    申请日:2021-06-03

    Applicant: 济南大学

    Abstract: 本发明属于固体氧化物电解池技术领域,具体涉及称材料非对称结构电解池及其制备方法和其应用。所述对称材料非对称结构电解池由具有微通道结构的电极支撑体、薄电解质层及多孔电极层组成;所述的微通道结构一端贯穿支撑体,另一端与薄电解质层连;所述构成多孔电极层的对称材料由NiO和氧离子导体材料混合组成,或者构成多孔电极层的对称材料为纯钙钛矿材料或钙钛矿与氧离子导体材料混合组成。本发明方法采用含Ni基电极或钙钛矿基电极与电解质三层共烧,极大增加电极/电解质界面结合力,同时保证电极有足够的孔隙率用于气体扩散。本发明所制备的电解池可根据应用场景选择是否采用燃料辅助电解CO2、H2O。

    一种氧电极支撑的固体氧化物电解电池及其制备方法

    公开(公告)号:CN112250437B

    公开(公告)日:2022-08-05

    申请号:CN201911069517.5

    申请日:2019-11-05

    Applicant: 济南大学

    Inventor: 董德华 李天培

    Abstract: 本发明属于固体氧化物电解电池技术领域,具体涉及一种氧电极支撑的固体氧化物电解电池。制备方法为:将氧电极粉体、聚合物、溶剂、分散剂混合形成均匀浆料;在上下两个模具间放置筛网,将浆料浇注到模具中,加入絮凝剂进行相转变得到膜坯体;移去筛网,浸泡后干燥,然后烧结,得到预烧好的膜体;将电解质粉体加入到含有分散剂的乙醇中,球磨得电解质浆料,将预烧好的膜体先后浸渍球磨好的电解质浆料,共烧后形成电解质层;将阴极粉体加入到含有分散剂的乙醇中,球磨,将球磨好的阴极浆料喷涂在电解质层上,烧制,粘附上银丝,得到氧电极支撑的固体氧化物电解电池。本发明首次实现了氧电极支撑的固体氧化物电解电池。

    一种固体氧化物电解电池电极催化涂层的制备方法

    公开(公告)号:CN108360010B

    公开(公告)日:2019-09-06

    申请号:CN201810078244.X

    申请日:2018-01-26

    Applicant: 济南大学

    Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物电解电池电极催化涂层的制备方法,包括以下步骤:(1)准备纳米催化剂颗粒悬浮液;(2)将步骤(1)的悬浮液加在多孔电极表面,利用毛细管力将悬浮液均匀地加载在多孔电极中;(3)蒸发溶剂,催化剂纳米颗粒即可均匀地涂覆在电极骨架表面。本发明实施例示例的制备方法使用分散的催化剂纳米颗粒代替常规的金属盐前驱物来制备电极催化剂涂层,从而提高了电极催化剂层制备效率和催化剂的分散性,本发明的方法制备的电池电极,进行CO2电解,电解电池运行了220小时,除了10小时内的电池正常衰减,电池电解性能趋于稳定,是首次报道电池性能在10个小时内达到了稳定。

    一种新型固体氧化物电解电池电极催化涂层的制备方法

    公开(公告)号:CN108360010A

    公开(公告)日:2018-08-03

    申请号:CN201810078244.X

    申请日:2018-01-26

    Applicant: 济南大学

    Abstract: 本发明公开了一种新型固体氧化物电解电池电极催化涂层的制备方法,包括以下步骤:(1)准备纳米催化剂颗粒悬浮液;(2)将步骤(1)的悬浮液加在多孔电极表面,利用毛细管力将悬浮液均匀地加载在多孔电极中;(3)蒸发溶剂,催化剂纳米颗粒即可均匀地涂覆在电极骨架表面。本发明实施例示例的制备方法使用分散的催化剂纳米颗粒代替常规的金属盐前驱物来制备电极催化剂涂层,从而提高了电极催化剂层制备效率和催化剂的分散性,本发明的方法制备的电池电极,进行CO2电解,电解电池运行了220小时,除了10小时内的电池正常衰减,电池电解性能趋于稳定,是首次报道电池性能在10个小时内达到了稳定。

    一种新型可再生能源存储反应器及其应用

    公开(公告)号:CN113322483B

    公开(公告)日:2023-02-03

    申请号:CN202110620184.1

    申请日:2021-06-03

    Applicant: 济南大学

    Inventor: 董德华 刘方升

    Abstract: 本发明属于固体氧化物电解池技术领域,具体涉及一种新型可再生能源存储反应器及其应用。所述可再生能源反应器适用于阴极支撑型或阳极支撑型结构的固体氧化物电池;所述固体氧化物电池可以利用生物质基小分子辅助电解水,从而实现可再生能源高效存储。本发明所开发的可再生能源存储反应器,支撑阳极具有微通道结构,为气体快速扩散提供了有效途径;微通道内装有催化剂,作为高效生物质催化重整反应器,提高电池抗积碳能力及电解稳定性。与常规催化生物质水重整制氢工艺相比,本发明可以利用可再生电能驱动电解,实现生物质和可再生电能的同步高效存储,而且,在阴极室得到纯氢气,省去了氢气分离过程。

Patent Agency Ranking