19](2)KOH活化能显著提高煤焦的比表面积和总孔容，尤其是微孔表面积增加显著，其是固体碳0)2气化反应的活性位点所在表面，对煤焦Boudouard反应性的提高十分有利。
[0020](3)KOH活化可改善焦炭的微晶结构，使芳香碳网向无序化方向发展，芳香碳网尺寸变小，石墨化度降低，Boudouard反应性提高。
[0021](4) KOH活化可增加煤焦表面的活性反应位点，提高Boudouard反应性。
【附图说明】
[0022]图1，为实施例1活化煤焦粉体作燃料的固体氧化物燃料电池在850°C的性能测试曲线；
[0023]图2，为实施例2活化煤焦粉体作燃料的固体氧化物燃料电池在850°C的性能测试曲线；
[0024]图3，为实施例3活化煤焦粉体作燃料的固体氧化物燃料电池在850°C的性能测试曲线；
[0025]图4，为实施例4活化煤焦粉体作燃料的固体氧化物燃料电池在850°C的性能测试曲线；
[0026]图5，为实施例5活化煤焦粉体作燃料的固体氧化物燃料电池在850°C的性能测试曲线。
【具体实施方式】
[0027]实施例1:
[0028]一、活化煤焦粉体的制备
[0029]1、称取Ig工业焦炭进行破碎研磨，将其过120目标准筛，得到粒径较小的焦炭颗粒。
[0030]2、对上述煤焦颗粒进行KOH活化处理，具体过程是:
[0031]称取2g KOH固体，将其倒入耐碱金属坩祸中，加入1.82mL去离子水，搅拌，配置KOH饱和溶液。冷却后，在搅拌下将上述煤焦颗粒加入饱和KOH溶液中，直至煤焦颗粒完全浸入KOH溶液中后，将耐碱金属坩祸放入110°C烘箱内干燥12h。之后将其放入气氛炉中，在惰性气氛下，以5°C /min的升温速率升到400°C，保温lh，然后以相同的升温速率升到800°C，保温1.5h，自然冷却至室温，依次用0.lmol/L稀盐酸溶液和蒸馏水洗涤至中性，然后在烘箱内于110°C干燥2h，得到活化煤焦粉体。
[0032]二、制备固体氧化物燃料电池Ni+YSZ I YSZ I LSM+YSZ
[0033]称取N1粉体5.5g，YSZ粉体4.5g，加入聚乙烯醇缩丁醛0.5g及适量无水乙醇，球磨12h，得到阳极浆料。所得浆料在85°C下烘干，球磨2h，制得阳极粉体。称取0.35g阳极粉体，在模具中250MPa下静压成型，得到阳极坯体；再称取0.02g YSZ粉体，均匀铺覆于阳极坯体之上，300MPa下静压得到阳极支撑型双层坯体，并在1450°C烧结5h，得到致密电解质膜。称取LSM粉体3g，YSZ粉体1.0g，加入适量乙二醇和异丙醇，球磨6h后，制得阴极浆料。将阴极浆料均匀涂覆于电解质层表面，1100°C烧结成型2h，即得到电池。
[0034]三、燃料装入和电池性能测试。用高温陶瓷材料或导电银浆密封电池。阳极室有陶瓷导气管与外界相通。先通入H2 (60?80mL/min) 1.5h还原阳极，然后将温度降为室温，称取活化焦粉体0.05g装入上述还原好的燃料电池的阳极室中，通入氩气进行升温。用Ivium电化学工作站测试电池875°C下的输出性能，如附图1所示。
[0035]实施例2:
[0036]称取4g KOH固体，加入3.64mL去离子水，其余同实施例1，结果如附图2所示。
[0037]实施例3:
[0038]称取5g KOH固体，加入4.55mL去离子水，其余同实施例1，结果如附图3所示。
[0039]实施例4:
[0040]活化温度为700 °C，其余同实施例2，结果如附图4所示。
[0041]实施例5:
[0042]活化温度为900 °C，其余同实施例2，结果如附图5所示。
【主权项】
1.一种用于固体氧化物碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)取工业焦炭进行破碎研磨，将其过80?200目标准筛，得到粒径较小的焦炭颗粒； (2)按质量比1:1?6取上述焦炭颗粒和KOH，将KOH倒入耐碱金属坩祸中，加入去离子水，搅拌，配制KOH饱和溶液；冷却后，在搅拌下将上述焦炭颗粒加入饱和KOH溶液中，直至焦炭颗粒完全浸入KOH溶液中后，将耐碱金属坩祸放入110°C烘箱内干燥8?24h ;之后将其放入气氛炉中，在惰性气氛下，以5°C /min的速率升温到300?400°C，保温0.5?1.5h，然后以相同的速率升温到700?900°C，保温I?2h，自然冷却至室温，依次用0.lmol/L稀盐酸溶液和蒸馏水洗涤至中性，然后在烘箱内于105?115°C干燥2h，得到活化煤焦粉体。
2.如权利要求1所述的一种用于固体氧化物碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法，其特征在于，所述的焦炭颗粒和KOH的质量比为1:2?5。
3.如权利要求1所述的一种用于固体氧化物碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法，其特征在于，所述的活化温度为750?850°C。
4.如权利要求1所述的一种用于固体氧化物碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法，其特征在于，所述的焦炭颗粒的粒径为100?150目。
5.如权利要求1所述的一种用于固体氧化物碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法，其特征在于，所述的惰性气氛为氮气或氩气气氛。
6.如权利要求1至5任一方法制得的用于固体氧化物碳燃料电池的活化煤焦粉体。
【专利摘要】本发明提供了一种用于固体氧化物碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法，涉及燃料电池技术领域。制备方法：先将工业焦炭破碎研磨过80～200目标准筛，再对过筛后的焦炭颗粒用KOH化学活化法进行理化性质的改性处理，得到活化煤焦粉体。本方法制备的活化煤焦粉体具有高Boudouard反应性，能显著提高以其为燃料的固体氧化物碳燃料电池的输出性能。
【IPC分类】H01M4-96, H01M8-12, C01B31-12
【公开号】CN104787763
【申请号】CN201510169916
【发明人】焦勇, 赵俊红, 安文汀, 张丽琴, 李思殿
【申请人】山西大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月10日