我院科研人员在固体氧化物电池氧电极材料研究方面取得重要进展
2018-05-16 20:03:32

固体氧化物电池(SOC)作为一种能量转换和存储装置,由于其高效和环保,近年来在学术界和工业界受到广泛关注。然而,SOC的商业化发展仍然面临着许多关键问题,其中之一就是如何提高SOC氧电极的电化学催化性能和使用寿命。尽管已经开发了多种氧电极材料并且大多数具有优异的电化学性能,但电极性能通常随着操作时间的增加而衰减,使得难以满足SOC寿命设计要求。同时,大多数具有高催化性能的氧电极材料含有大量的稀土元素,如何减少或避免使用稀土元素,降低材料成本是另一个面临的关键问题。 SOC氧电极材料。

针对上述问题,澳门赌博开户金属材料强度国家重点实验室李长久教授与西北大学Scott A. Barnett教授合作开发了一种新型的SOC氧电极材料:Sr(Ti0。 3Fe0.7-xCox)O3-δ(STFC),氧电极材料不仅具有良好的电化学催化活性,而且还具有优异的稳定性。在这项工作中,研究人员通过B掺杂共掺杂改善了Sr(Ti0.3Fe0.7)O3-δ的性能,并系统地研究了材料的基本物理性质。通过FIB-SEM技术分析多孔电极的微观结构。通过电化学性能和ICP测试技术研究了表面成分偏析现象。进一步研究了电极材料的长期稳定性。研究发现,少量的Co掺杂不仅可以提高材料的电导率和氧空位浓度,还可以显着降低电极表面Sr的偏析,提高氧表面交换系数和氧扩散系数。电极,从而显着改善电极的催化性能。并且电极的稳定性完全不受影响。此外,通过700℃的长期运行试验和1A/cm2的电流密度,发现由氧电极构成的SOC表现出优异的长期稳定性,无论其是在燃料电池中运行还是在电解槽模式。性别。另外,STFC氧电极材料仅含有Sr,Fe,Ti和少量的Co,并且不含任何稀土元素,并且其成本远低于其他现有的氧电极材料。这项工作对SOC高性能氧电极材料的开发和设计以及SOC的商业应用具有重要意义。

上述研究工作发表在Energy&环境科学(IF=29.518),标题为“钴取代的SrTi0.3Fe0.7O3-δ:是用于中温固体氧化物电化学电池的稳定的高性能氧电极材料”。李长久教授团队的青年教师张善林副教授是该论文的第一作者,并承担了这项成就的主要研究工作。西北大学的李长久教授和Scott A. Barnett教授是共同作者。该研究得到了国家自然科学青年基金和国家奖学金基金等项目的支持。

TR

文章链接:

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c8ee00449h#!divAbstract

编辑:yxh0503