添加SFM双矿电催化剂用于高性能对称的直接氨-固体氧化物燃料电池

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:

• 氨是固体氧化物燃料电池 (SOFC) 的一个有前途的无碳燃料,由于其高能量密度和含量.
• 开发高效和稳定的阳极材料对于直接氨SOFCs至关重要.
• 用添加的SFM双矿 (Sr1.9Fe0.4Ni0.1Mo0.5O6-δ) 被研究为一种新型阳极材料.

研究的目的:

• 评估一种新型化SFM双矿的电催化潜力,作为对称直接氨SOFCs的阳极材料.
• 为了研究材料的性能,稳定性和氨消耗机制.

主要方法:

• 化SFM双矿 (Sr1.9Fe0.4Ni0.1Mo0.5O6-δ) 的合成和表征.
• 使用扫描和传输电子显微镜 (SEM/TEM) 和X射线衍射 (XRD) 进行材料分析.
• 在各种操作条件下使用H2和NH3燃料测试了3D打印的对称电池与SFNM-GDC电极.

主要成果:

• 在阳极条件下观察到的Ni-Fe纳米粒子 (NP) 的脱离和FeNi3相的形成.
• 在工作温度 (550-800°C) 达到97.9%的最大氨转化率.
• 证明了可比的极化电阻和峰值功率密度 (H2的430mW cm−2,NH3的416mW cm−2),具有长期稳定性 (每100小时损失0.48%的电压).

结论:

• 尼奥化SFM双矿表现出优异的电催化活性和稳定性,与直接氨SOFC相比.
• 该研究阐明了氨消耗机制作为一个多步骤过程,涉及氨分解和氧化.
• 这种材料为推进使用基于氨的SOFCs的清洁能源转换技术提供了一个有希望的途径.