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Updated: Jun 28, 2025

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

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Published on: November 11, 2013

作为对称和可逆固体氧化物电池的电极材料,Ni替代的Sr2FeMoO6-δ

Yanru Yang¹, Wenze Li¹, Siyuan Yang¹

¹College of Energy Storage Technology, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China.

ACS applied materials & interfaces

|April 16, 2024

概括

这项研究引入了一种新的矿,Sr₂FeNi_0.35Mo_0.65O_6-δ (SFN_0.35M),用于可逆固体氧化物细胞 (RSOC). 这种材料在燃料电池和电解模式中表现出色的性能,显示出显著的稳定性和对称RSOC应用的潜力.

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
储能和能源转化储能和能源转化

背景情况:

可逆固体氧化物电池 (RSOC) 需要具有高电催化活性和在氧化和还原条件下稳定的电极.
开发能够有效地作为氧气和燃料电极的单一材料对于简化RSOC设计和提高性能至关重要.
矿材料是RSOC电极的有希望的候选者,因为它们的调节性质和结构稳定性.

研究的目的:

为了开发一种新的矿材料,Sr₂FeNi_0.35Mo_0.65O_6-δ (SFN_0.35M),能够在可逆固体氧化物电池中充当燃料和氧气电极.
为了研究SFN_0.35M的电催化活性和稳定性,用于氧化,进化,氧减少和氧进化反应.
为了证明SFN_0.35M在具有交替电极功能的完全对称RSOC堆中使用的潜力.

主要方法:

新型矿材料Sr₂FeNi_0.35Mo_0.65O_6-δ (SFN_0.35M) 的合成方法.
在可逆固体氧化物电池中,SFN_0.35M作为燃料电极和氧气电极的电化学特征.
在现场分析观察SFN_0.35M结构内的Fe-Ni合金纳米粒子的脱离和溶解行为.
使用SFN_0.35M电极对称燃料电池和电解电池的性能测试.

主要成果:

SFN_0.35M在所有研究反应 (氧化,进化,氧减少和氧进化) 中表现出杰出的电催化活性.
在SFN_0.35M内观察到Fe-Ni合金纳米粒子的现场溶解和再氧化,这有助于其双重功能.
实现了较低的极化阻力:在20%O2中达到0.043 Ω cm2和在850°C时在H中达到0.064 Ω cm2.
对称的燃料电池在H2燃料中达到0.501Wcm-2的最大功率密度,对称的电解电池在H2O-H2中在1.29V时达到0.794Acm-2在850°C.
电池电压在10个交替的燃料电池和电解周期中完全恢复,这表明了高的运行稳定性.

结论:

新型矿SFN_0.35M是一种高度有效的双功能电极材料,用于可逆固体氧化物细胞.
在Fe-Ni合金纳米颗粒的in situ exsolution/dissolution机制是其在燃料电池和电解模式中的性能的关键.
SFN_0.35M显示出对开发具有增强耐用性和简化设计的完全对称的RSOC堆的重大承诺.

关键词:

电极交替循环的电极.佩洛夫斯基特是一种矿.可逆的溶解和溶解.可逆的固体氧化物细胞.有对称的电极.

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