优化La₂NiO_4+δ电解细胞氧气电极通过表面活性剂启用LaCoO_3±δ纳米催化剂沉积的优化

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
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 兰尼基酸盐 (LNO) 是用于固体氧化物电解细胞 (SOEC) 的有前途的耐Cr空气电极.
• LNO表现出低于最佳的表面氧交换特性,限制了细胞的整体性能.
• 提高LNO的表面氧气交换动力学对于提高SOEC效率至关重要.

研究的目的:

• 通过用合金 (LCO) 进行纳米涂层来改善LNO空气电极的表面氧交换特性.
• 开发一种新的表面活性剂增强液体透方法,用于控制LNO上的LCO纳米沉积.
• 优化LCO粒子大小,均性和活性表面积,以提高SOEC性能.

主要方法:

• 一个两步的纳米-LCO薄膜沉积,利用甲基醇分子和表面活性剂增强的液体透方法在多孔的LNO电极上.
• 使用X射线衍射 (XRD),X射线光电子光谱 (XPS),原子力显微镜 (AFM) 和扫描电子显微镜 (SEM) 的表征.
• 电化学性能评估使用电化学阻抗光谱 (EIS) 和电导放松 (ECR) 测量.

主要成果:

• 表面活性剂增强的方法成功地产生了纳米尺寸的LCO颗粒,其同质性和纯度得到了改善 (88.4%的LCO与聚合的上腺素).
• 鉴定证实了稳定的LCO纳米结构,没有杂质和矿结构.
• 电化学测试显示,极化阻力显著降低 (∼55%) 和表面氧交换系数得到改善.

结论:

• 开发的表面活性剂增强液体透方法有效地在LNO电极上制造LCO纳米涂层.
• 在LCO纳米涂层大大提高了基于LNO的SOECs空气电极的电化学性能.
• 这种方法为优化高温电化学设备中的电极材料提供了可行的策略.