通过多分离抑制CeO₂/ZrO₂异质接口中的阴离子间扩散

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 固态化学 固态化学

背景情况:

• 异质界面上的阴离子间扩散是先进材料中有害的副作用反应.
• 扩散屏障层通常用于减轻这个问题.
• 控制间扩散对于优化材料性能和设备寿命至关重要.

研究的目的:

• 提出和演示一种新的方法,通过使用剂分离来抑制阴离子间扩散.
• 为了研究CeO2/ZrO2异构界面间扩散抑制的机制.
• 评估拟议方法对固体氧化物燃料电池性能的影响.

主要方法:

• 通过 dopant 分离制造纳米厚的扩散屏障层.
• 使用在CeO2/ZrO2异构界面上的Sc受体剂分离.
• 使用密度函数理论 (DFT) 来计算缺陷形成能量.

主要成果:

• 对sc受体的剂分离有效地抑制了Ce-Zr在CeO2/ZrO2异构界面上的相互扩散.
• DFT的计算显示,Sc层阻碍了CeO2层的空隙形成,降低了VCe4度.
• 实施Sc分离层导致了较低的欧姆电阻和极化电阻,并提高了燃料电池的长期耐用性.

结论:

• 补充剂分离是一种可行且有效的策略,可以抑制阴离子间扩散.
• 该Sc分离层显著提高了基于氧化物复合材料的燃料电池的性能和耐用性.
• 精心选择剂对于阻碍间扩散和实现优越的燃料电池性能至关重要.