作为固体氧化物细胞氧气电极的双功能催化剂,Ru的超低负载
Haoyu Li1, Hyong June Kim2, ThomasJae Garcia1
1Department of Mechanical Engineering, University of California, Merced, California 95343, United States.
ACS catalysis
|August 24, 2023
概括
在LSCF电极上的超薄涂层显著提高了固体氧化物电解器电池 (SOEC) 的性能. 这种增强源于一种新的矿层,改善了耐用,高性能可逆燃料电池的氧化演变和还原反应.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 氧化演化反应 (OER) 是固体氧化电解器电池 (SOEC) 效率的关键.
- 贵金属催化剂 (Ru,Ir) 是有效的,但昂贵和稀缺.
- LSCF是一种有前途但可以改进的SOEC空气电极材料.
研究的目的:
- 为了提高LSCF空气电极在SOEC中的性能和耐用性.
- 研究超薄涂层在OER和ORR催化中的作用.
- 探索一种成本效益高的替代传统贵金属催化剂.
主要方法:
- 用等离子增强原子层沉积 (PEALD) 在LSCF上涂上超薄的Ru涂层 (∼7.5 Å).
- 在700°C的SOEC中对涂层LSCF电极进行电化学测试.
- 对界面层及其对反应动力学影响的分析.
主要成果:
- PEALD Ru涂层显著提高了OER和ORR的性能.
- 形成SrRuO3矿层抑制了Sr分离,并提高了耐用性.
- 在1.3V (OER) 和803mW (燃料电池模式) 的电流密度达到了656mA cm−2.
- 证明了49.1% (OER) 和31.9% (燃料电池模式) 的性能提升.
结论:
- 通过PEALD进行超薄Ru涂层对基于LSCF的SOEC非常有效.
- SrRuO3接口层对于提高耐用性和动力学是至关重要的.
- 这种方法为先进的,具有成本效益的SOEC空气电极提供了有希望的途径.
