通过固态合成在Ba基矿中进行B站点工程,释放了SOFC中的高功率密度
Sefiu Abolaji Rasaki1, Mmakeng John Otsweleng1, Hassan Idris Abdu2
1Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, Calgary, AB, TN2 1N4, Canada.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 30, 2025
概括
三个新的矿阴极显示出固体氧化物燃料电池 (SOFC) 的前景. 材料组成和微观结构在700°C以下的温度下影响性能,从而实现高效的能量转化.
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:
- 固体氧化物燃料电池 (SOFC) 需要先进的阴极材料才能高效运行.
- 为中温SOFC (≤700°C) 开发稳定高性能阴极至关重要.
- 矿氧化物是有前途的候选人,因为它们的调节性质.
研究的目的:
- 为SOFCs合成和评估基于矿的新型阴极材料.
- 研究材料组成,微观结构和电化学性能之间的关系.
- 了解氧含量和B位点兴奋剂对阴极行为的作用.
主要方法:
- 固态反应合成使用坎佛作为孔隙形成剂.
- 在SOFC配置中对阴极材料的电化学表征.
- 对热稳定性和表面/格子氧气效应的分析.
主要成果:
- 三种新的矿材料 (Ba3CoNb2O9,Ba3FeNb2O9,Ba6CoFeNb9O30) 已经成功合成.
- 由于表面积更大,Ba3CoNb2O9和Ba3FeNb2O9在550°C以下显示出更高的功率密度.
- 在更高的温度 (≥600°C) 下,Ba6CoFeNb9O30由于更好地利用氧气,表现出更好的性能.
- 所有材料都表现出高热稳定性,性能优于许多现有的SOFC阴极.
结论:
- 工程化矿阴极组成和微观结构是高效SOFC的关键.
- 这些新型材料在降低温度下提供了稳定和高性能SOFC运行的潜力.
- 了解氧气固体测量和兴奋剂效应对于优化阴极设计至关重要.
