优化可逆溶解和相位转换在双矿Sr2Fe1.5xCo5Mo0.5O6δ高性能对称固体氧化物电极的电极
Hyejin Jeon1, Yo Han Kim1, Hyeonggeun Kim2
1Department of Materials Science and Engineering, Incheon National University, Incheon, 22012, Republic of Korea.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 9, 2024
概括
在Sr2Fe1.5-xCoxMo0.5O6-δ双矿中化可以增强对称固体氧化物细胞的可逆相变和纳米粒子脱离. 这提高了燃料电池和电解模式的性能.
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
- 能源转化和储存 能源转化和储存
背景情况:
- 双矿 (DP) 氧化物是对称固体氧化物电池 (SSOC) 的先进电极材料,具有高电化学活性和稳定性.
- 在DP氧化物中B位离子兴奋剂对于控制相变的可逆性和脱溶性至关重要,这对于催化剂再生至关重要.
- 有限的研究存在于B点兴奋剂对DP氧化相转换和脱溶动力学的影响.
研究的目的:
- 研究B位 (Co) 兴奋剂对Sr2Fe1.5-xCoxMo0.5O6-δ (CSFM) 双矿的相转换可逆性和脱溶行为的影响.
- 为了将辅助兴奋剂度与氧空度相关联,以优化溶解和相位转换特性.
- 为了评估优化DP材料在准对称的固体氧化物细胞中的电化学性能和稳定性.
主要方法:
- 合成和对Sr2Fe1.5-xCoxMo0.5O6-δ (x = 0, 0.1, 0.3, 0.5) 双矿系统的描述.
- 研究氧空位度及其与辅助兴奋剂水平的相关性.
- 在氧化还原条件下分析DP和Ruddlesden-Popper相之间的相变可逆性.
- 使用优化的CSFM电极材料制造和测试准对称的固体氧化物电池.
主要成果:
- Sr2Fe1.2Co0.3Mo0.5O6-δ (3CSFM) 在双矿和拉德尔斯登-波珀相之间表现出可逆相变.
- 3CSFM在氧化还原气氛下显示出高密度的溶解CoFe纳米颗粒,表明了极好的催化剂回收潜力.
- 使用3CSFM的准对称电池实现了1.27 W cm−2 (燃料电池模式) 的峰值功率密度和2.33 A cm−2 (电解模式) 的电流密度.
- 3CSFM电极表现出了显著的稳定性,连续运行约700小时.
结论:
- B位点的化,特别是,显著影响了双矿材料的动态相位转换和溶解特性.
- 3CSFM组合显示出电化学性能,稳定性和可逆相变的有希望的平衡,可用于固体氧化物细胞中.
- 这项研究强调了通过受控的兴奋剂来定制DP氧化物的潜力,用于先进的能量转换和储存应用.
