耐思徳配资 增强双钙钛矿电极ORR性与污染物中毒耐受性

质子陶瓷燃料电池(PCFC)是最有效的能量转换装置之一。然而，当前PCFC的性能受到缓慢的氧还原反应(ORR)动力学和由于污染物中毒(例如Cr物质和蒸汽)导致的阴极快速降解的极大限制。基于此，华南理工大学陈宇和台湾阳明交通大学YongMan Choi等报道了一种Pr0.9Co0.3Fe0.7O3(PFC)催化剂涂层，其可以显著提高双钙钛矿PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ(PBSCF)阴极的ORR活性和可持续PCFCs的稳定性。

在含3% H2O的空气中，650 °C下，PFC涂层PBSCF(PFC-PBSCF)电极的极化电阻(Rp)在运行100小时后从≈0.39 Ω cm2增加到0.45 Ω cm2；相反，PBSCF电极的Rp从0.63 Ω cm2增加到0.82 Ω cm2。

此外，具有PFC-PBSCF阴极的PCFC表现出优异的峰值功率密度(在650 °C时约为1.08 W cm-2)和显着提高的耐久性(降解率为0.03% h-1)，远优于使用PBSCF阴极的电池(≈0.75 W cm-2和0.12% h-1的降解率)。

通过拉曼光谱和密度泛函理论(DFT)计算，进一步证实纳米结构的PFC催化剂涂层有效地减少了阴极表面含Cr的物质(PFC-PBSCF)的数量，并减少了(Ba1-xSrx)CrO4的形成。

此外，研究人员通过理论分析合理地解释了如何通过CrO3和CrO2(OH)2在PFC-PBSCF阴极上形成Cr2O3 NPs，以及如何增强PFC修饰的PBSCF阴极的Cr耐受性。本研究将为实现燃料电池或电解电池等固体陶瓷电池的合理设计高活性和耐铬电极提供了有效策略。

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