耐用和高性能薄膜BHYb涂层BZCYYb双层电解质用于导质子可逆固体氧化物细胞
Nicholas Kane1, Zheyu Luo1, Yucun Zhou1
1School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, 771 Ferst Dr. NW, Atlanta, Georgia 30332-0245, United States.
ACS applied materials & interfaces
|June 28, 2023
概括
一种新的双层电解质用于导质子可逆固体氧化物细胞,增强化学稳定性和电化学性能. 这种设计克服了可再生能源应用的导电性和稳定性的限制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 导质子可逆固体氧化物电池提供高效的能量转换,但面临导电性-稳定性权衡.
- 现有的质子导体在污染大气中降解,如蒸汽和CO2.
- 双层电解质设计可以克服这些限制.
研究的目的:
- 开发和评估一个BaHf0.8Yb0.2O3-δ (BHYb82) -BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ (BZCYYb1711) 双层电解质.
- 为了提高质子导体的化学稳定性,同时保持高电化学性能.
- 在现实的操作条件下提高固体氧化物电池的长期耐用性.
主要方法:
- 一个BHYb82-BZCYYb1711双层电解质的制造.
- 描述双层的结构和电化学特性.
- 在600°C的CO2和H2O环境中测试电池性能和降解率.
主要成果:
- BHYb82层提供了有效的防护,防止蒸汽和二氧化碳降解.
- 与未经修改的细胞 (5.17.0%) 相比,双叶细胞的降解率显著降低 (0.41.1%/1000小时).
- 实现了最先进的性能:1.22 W cm−2 (燃料电池模式) 和-1.86 A cm−2 (电解模式).
结论:
- 双层电解质BHYb82-BZCYYb1711成功地提高了化学稳定性,而不会影响电化学性能.
- 这种双层设计为耐用和高效的导质子固体氧化物细胞提供了有前途的途径.
- 该技术非常适合用于可再生能源整合和负载平衡应用.


