固体氧化物电解细胞的稳定Cu合La2NiO4+δ氧电极
Surendra B Karki1, Long Le1, Lorraine Seymour1
1Energy & Environment Division, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99354, United States.
ACS applied materials & interfaces
|October 8, 2025
概括
开发用于固体氧化物电解电池 (SOEC) 的无氧电极可以提高生产效率. 合铜的La2NiO4+δ表现出卓越的性能和稳定性超过1000小时.
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
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 固体氧化物电解电池 (SOEC) 技术提供了高效的生产,但需要提高性能和耐用性.
- 含氧化物因表面分离和与杂质的反应性而面临挑战,阻碍电极活动和设备寿命.
- 开发无氧氧电极对于提高SOEC长期运行至关重要.
研究的目的:
- 在SOEC中研究氧化演化反应 (OER) 的Ruddlesden-Popper结构的铜合La2NiO4+δ化合物.
- 评估这些新型无氧氧电极的性能和稳定性.
- 评估开发材料的可扩展性和适用于实际SOEC设备的适用性.
主要方法:
- 使用小面积和大面积平面电极支持的SOEC进行性能测试.
- 使用La2Ni0.8Cu0.2O4+δ (LNCuO-20)作为无氧氧电极材料.
- 在750°C进行长期稳定性测试,90%的蒸汽/气氛与空气相比.
主要成果:
- 在750°C和1.3V时,La2Ni0.8Cu0.2O4+δ (LNCuO-20) 实现了1.2A/cm2的电流密度.
- 经过1000多个小时的稳定运行,表明了出色的耐用性.
- 经过验证的材料可扩展性和适用性,使用13厘米2活面积的细胞.
结论:
- 用铜合的La2NiO4+δ为SOEC氧气电极提供了一个有前途的无替代品.
- 开发的材料显著提高了SOEC的性能和长期稳定性.
- 这一进步为通过SOEC技术更高效,更具成本竞争力的气生产铺平了道路.
