在现场自组装的NdBa0.5Sr0.5Co2O5+δ/Gd0.1Ce0.9O2-δ异质接口可以提高固氧化物燃料电池的电化学活性和CO2耐用性
Zhe Zhang1, Sigeng Chen1, Haixia Zhang1
1College of Chemistry and Materials Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China.
Journal of colloid and interface science
|November 6, 2023
概括
一种新的一合成NdBa$_{0.5}$Sr$_{0.5}$Co$_{2}$O$_{5+\delta}$ (NBSC) -Gd$_{0.1}$Ce$_{0.9}$O$_{2-\delta}$ (GDC) 复合阴极显著提高了固氧化物燃料电池 (SOFC) 的性能. 这种方法提高了氧气减少活性和CO2耐久性,这对于SOFC的发展至关重要.
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:
- 固体氧化物燃料电池 (SOFC) 受到氧气减氧活性和CO2耐久性的挑战所阻碍.
- 开发先进的阴极材料对于提高SOFC的效率和寿命至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成使用一策略用于SOFCs的新型复合阴极材料.
- 研究将Gd$_{0.1}$Ce$_{0.9}$O$_{2-\delta}$ (GDC) 纳入NdBa$_{0.5}$Sr$_{0.5}$Co$_{2}$O$_{5+\delta}$ (NBSC) 在阴极性能上的影响.
- 为了评估合成的NBSC-GDC复合阴极的电化学性能和CO2容忍度.
主要方法:
- 采用一自组装策略来合成NBSC-GDC复合阴极材料.
- 材料结构,形态和电化学性能的表征.
- 在750°C时使用合成复合材料阴极测试SOFC性能.
主要成果:
- 一合成的NBSC-GDC复合阴极表现出增强的氧降解反应 (ORR) 动力学,这是由于增加了活性位点和改善了氧离子传输.
- 通过单方法准备的NBSC-10GDC阴极与机械混合对应物相比,显示出显著降低的极化电阻和优越的CO$_{2}$容忍度.
- 在750°C时,单NBSC-10GDC阴极的面积特定电阻 (ASR) 为0.029 Ω cm$^{2}$,最大功率密度 (MPD) 为1.36 W cm$^{-2}$.
结论:
- 一合成策略有效地创建交织的NBSC-GDC接口,促进电荷转移和氧离子运输.
- 在SOFC应用中,NBSC-GDC复合阴极在电化学性能和CO2耐用性方面取得了显著的改进.
- 开发的单NBSC-10GDC材料显示出作为固体氧化物燃料电池的高性能阴极的重大前景.
