自主构建高效接口可确保高性能直接氨基质陶燃料电池

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
• 能源转换 能源转换

背景情况:

• 直接氨基质子陶燃料电池 (PCFC) 提供高效率,并利用碳中和的能量载体氨.
• 在PCFC中的传统基阳极在暴露于氨燃料时迅速降解和停用.

研究的目的:

• 开发一种改进的阳极催化层 (ACL),以提高在直接氨基PCFC中的催化活性和耐久性.
• 调查使用氨作为燃料的PCFC的性能和稳定性.

主要方法:

• 一个Sr$_{2}$Fe$_{1.35}$Mo$_{0.45}$Cu$_{0.2}$O$_{6-δ}$ (SFMC) ACL被应用到一个Ni-BaZr$_{0.1}$Ce$_{0.7}$Y$_{0.1}$Yb$_{0.1}$O$_{3-δ}$ (BZCYYb) 阳极.
• 制造的管状Ni-BZCYYb阳极支持细胞与SFMC ACL在H$_{2}$和NH$_{3}$在650°C下进行了测试.
• 用NH$_{3}$热转换和NH$_{3}$温度编程脱来分析氨的分解和吸附特性.

主要成果:

• SFMC ACL显著提高了PCFC的性能,在650°C时达到1.77W cm$^{-2}$的峰值功率密度在H$_{2}$和1.02W cm$^{-2}$在NH$_{3}$.
• 电池在650°C的氨燃料中稳定运行了200小时,证明了增强的耐用性.
• 性能提升与自建NiCu和/或NiFe接口有关,这有助于高效的NH3分解.

结论:

• SFMC ACL提供了一个可行的策略,用于为直接氨基PCFCs创建高度活跃和耐用的阳极.
• 这种方法增强了直接使用氨作为燃料,用于高效和可持续的能源发电.