本发明属于燃料电池，具体涉及一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法。
背景技术：
1、对于固体氧化物燃料电池而言，要求电池对于反应物应具有良好的电化学活性，而通过纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池可有效提高电池的输出功率。对于制备纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池，传统方法往往采用热还原处理，该方法主要的缺点在于制备目标产物所需要的温度高、所需处理的时间长、难以快速调控颗粒尺寸和颗粒浓度，进而难以快速原位调节固体氧化物燃料电池电化学活性。对于热还原方法而言，所获得产物的颗粒尺寸大、颗粒数量少、活性位点浓度低，难以大幅改善固体氧化物燃料电池性能。如何低温、快速、可控地制备小尺寸高浓度的纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法。该方法可低温快速制备小尺寸高浓度纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池，实现原位、分步调节固体氧化物燃料电池电化学活性。所获得产物颗粒尺寸小、浓度高、极化阻抗小。700 ℃ 5.5 v下，颗粒平均尺寸为 5 nm，颗粒浓度为215 颗 μm-2，极化阻抗从原始的568 ω cm2快速下降到8 ωcm2。该方法所需温度低、时间快、效率高、产物尺寸和浓度可控，利于加速推进固体氧化物燃料电池商业化。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，固体氧化物燃料电池包含电极和电解质部件，
3、通过热-电耦合法调节工艺参数得到表面具有相应尺寸与浓度的纳米颗粒修饰的固体氧化物燃料电池，热-电耦合处理前，采用惰性气体对装载有电池的石英管进行清洗；
4、所述热-电耦合法的工艺条件为：温度调控区间为700-900 ℃，电压调控区间为0-5.5 v，逐步升压步长为0.5 v，气氛为含有3%h2和3% h2o的n2；通过温度和电压的调控在电池表面获得想要的尺寸与浓度的涂层；
5、所述固体氧化物燃料电池为电解质支撑型固体氧化物燃料电池。
6、所述一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，具体方法是：固体氧化物燃料电池通过陶瓷胶固定在绝缘陶瓷支架上，置于石英管内，并对石英管进行气体清洗后，通过调节热-电耦合法的温度和电压在固体氧化物燃料电池的表面制备得到相应颗粒尺寸和颗粒浓度的纳米修饰层，最终得到纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池。
7、所述电极为钙钛矿la0.4ca0.4ti0.94ni0.06o3 (lctn)，电极面积为0.785 cm2，电极厚度为30 μm。
8、所述电解质为zr0.89sc0.1ce0.01o2 (ssz)，电解质直径为2 cm，电解质厚度为140 μm。
9、所述固体氧化物燃料电池的集流体为金网，纯度为99.99%。
10、所述清洗采用高纯n2气体。
11、根据本发明的纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池的技术方案，所制备的纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池所需温度低、时间短、颗粒尺寸小、颗粒浓度高，电化学性能提升幅度高，有效解决了纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池难以低温、快速、可控制备的难题。
12、本发明技术方案的优势将在后面描述中变得更加明显，或从本发明的实践中了解到。
13、有益效果：
14、1）本发明采用热-电耦合技术制备纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池，可以实现原位可控调节固体氧化物燃料电池性能。
15、2）本发明制备纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池所需的温度低、时间短。
16、3）本发明制备的纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池的颗粒尺寸小、颗粒浓度高、比表面积大、与基体结合紧密。700 ℃ 5.5 v下，颗粒平均尺寸为 5 nm，颗粒浓度为215 颗μm-2。
17、4）本发明制备的纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池拥有良好的电化学活性，相较于原始固体氧化物燃料电池，极化阻抗从568 ω cm2快速下降到8 ω cm2，下降近71倍。
1.一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，固体氧化物燃料电池包含电极和电解质部件，其特征在于，
2.根据权利要求1所述一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，具体方法是：固体氧化物燃料电池通过陶瓷胶固定在绝缘陶瓷支架上，置于石英管内，并对石英管进行气体清洗后，通过调节热-电耦合法的温度和电压在固体氧化物燃料电池的表面制备得到相应颗粒尺寸和颗粒浓度的纳米修饰层，最终得到纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池。
3.根据权利要求1所述一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述电极为钙钛矿la0.4ca0.4ti0.94ni0.06o3 ，电极面积为0.785 cm2，电极厚度为30 μm。
4.根据权利要求1所述一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述电解质为zr0.89sc0.1ce0.01o2 ，电解质直径为2 cm，电解质厚度为140 μm。
5.根据权利要求1所述一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池的集流体为金网，纯度为99.99%。
6.根据权利要求1所述一种纳米颗粒修饰固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述清洗采用高纯n2气体。
