降低热膨胀系数和促进矿酸空气电极中的催化活动的双兴奋剂策略,用于固体氧化物电池
Shuxiong Wang1, Xiaoxin Zhang1, Yu Chen1
1College of Energy, Xiamen University, Xiamen, 361102, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 17, 2024
概括
用Ta和Ca对矿酸盐空气电极进行双重注,可显著提高固体氧化物细胞 (SOC) 的热稳定性和催化活性. 这提高了二氧化碳电解和热循环耐用性的性能.
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
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- 有效的固体氧化物电池 (SOC) 需要具有低热膨胀系数 (TEC) 和高催化活性的空气电极.
- 在以为基础的矿中共同实现这些特性是具有挑战性的,因为性能受到损害.
研究的目的:
- 开发基于的矿气电极的双兴奋剂策略,同时增强TEC和催化活性.
- 调查Ta和Ca联合兴奋剂对PrBaCo2O5+δ的结构和电化学特性的影响.
主要方法:
- 将高价值的Ta5+纳入B位点以抑制CO4+的减少和降低TEC.
- 将Ca2+注入注材料的A位点,以减少Co-O键的共价性,并促进氧气空缺.
- 电化学表征,包括极化电阻测量和二氧化碳电解耐用性测试.
主要成果:
- 陶降低了TEC从17.8 × 10−6 K−1 (PBC) 到12.5 × 10−6 K−1 (PBCT),改善了结构稳定性.
- 在800°C时,Ca和Ta联合剂 (PBCCT) 导致0.026 Ω cm2的低极化电阻.
- 在50小时的热循环中,PBCCT电极表现出了显著的稳定性,在100小时的二氧化碳电解中保持了高性能.
结论:
- 用Ta和Ca进行双重兴奋剂有效地优化了矿气电极的热膨胀系数和催化活性.
- 开发的PBCCT材料显示出高性能和耐用的固体氧化物电池的巨大潜力,特别是用于二氧化碳电解应用.
