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调控双钙钛矿中高熵组分促进高温析氧反应
1
作者
冯炜程
于景成
+8 位作者
杨溢澜
郭宜阁
邹庚
刘晓菊
陈洲
董坤
宋月锋
汪国雄
包信和
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期41-43,共3页
固体氧化物电解池(SOEC)中阳极析氧反应动力学较为迟缓,限制了SOEC器件电催化转化能力,因此针对阳极材料的改性研究对于进一步提升SOEC电化学性能十分关键。高熵钙钛矿(HEP)在许多反应中表现出良好的催化活性,但在SOEC中的应用鲜有研究...
固体氧化物电解池(SOEC)中阳极析氧反应动力学较为迟缓,限制了SOEC器件电催化转化能力,因此针对阳极材料的改性研究对于进一步提升SOEC电化学性能十分关键。高熵钙钛矿(HEP)在许多反应中表现出良好的催化活性,但在SOEC中的应用鲜有研究。本文通过在双钙钛矿的A位或A'位分别掺杂不同的稀土金属、碱土金属或碱金属离子,合成了(Pr_(0.2)La_(0.2)Sm_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2))BaCo_(2)O_(6-δ)(A-HEP)和Pr(Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2)Na_(0.2)K_(0.2))Co_(2)O_(6-δ)(A'-HEP)两种高熵钙钛矿材料。由于掺杂离子平均半径和氧化态的差异,A-HEP保持四方双钙钛矿相结构而A'-HEP则转变为正交单钙钛矿相。物理化学表征结果表明,A-HEP中Co平均价态更高,Co 2p-O 1s杂化更强,从而增加了电子转移路径并降低了转移能垒。同时,A-HEP中表面氧空位浓度更高,可为阳极析氧反应提供更多的活性位点。因此,在具有A-HEP阳极的SOEC中,与氧输运、电子传输和表界面反应过程相关的阳极极化电阻显著降低,并在800℃下实现最高1.76 A·cm^(-2)的电流密度和200 h的稳定性。本工作为高熵钙钛矿材料在SOEC阳极中的应用提供了新的策略。
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关键词
固体氧化物电解池
高熵钙钛矿
析氧反应
氧空位
电子转移
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职称材料
题名
调控双钙钛矿中高熵组分促进高温析氧反应
1
作者
冯炜程
于景成
杨溢澜
郭宜阁
邹庚
刘晓菊
陈洲
董坤
宋月锋
汪国雄
包信和
机构
中国科学院大连化学物理研究所
中国科学院大学能源学院
大连交通大学环境与化学工程学院
榆林学院化学化工学院
厦门大学材料学院
中国科学院过程工程研究所
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期41-43,共3页
基金
国家重点研发计划(2021YFA1502400)
国家自然科学基金(22272176,22002166,22125205,22072146,22002158)
+2 种基金
中国科学院洁净能源创新研究院合作基金(DNL202007)
榆林学院-中国科学院洁净能源创新研究院联合基金(YLU-DNL Fund 2022008)
中国科学院青年创新促进计划(Y201938)资助项目。
文摘
固体氧化物电解池(SOEC)中阳极析氧反应动力学较为迟缓,限制了SOEC器件电催化转化能力,因此针对阳极材料的改性研究对于进一步提升SOEC电化学性能十分关键。高熵钙钛矿(HEP)在许多反应中表现出良好的催化活性,但在SOEC中的应用鲜有研究。本文通过在双钙钛矿的A位或A'位分别掺杂不同的稀土金属、碱土金属或碱金属离子,合成了(Pr_(0.2)La_(0.2)Sm_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2))BaCo_(2)O_(6-δ)(A-HEP)和Pr(Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2)Na_(0.2)K_(0.2))Co_(2)O_(6-δ)(A'-HEP)两种高熵钙钛矿材料。由于掺杂离子平均半径和氧化态的差异,A-HEP保持四方双钙钛矿相结构而A'-HEP则转变为正交单钙钛矿相。物理化学表征结果表明,A-HEP中Co平均价态更高,Co 2p-O 1s杂化更强,从而增加了电子转移路径并降低了转移能垒。同时,A-HEP中表面氧空位浓度更高,可为阳极析氧反应提供更多的活性位点。因此,在具有A-HEP阳极的SOEC中,与氧输运、电子传输和表界面反应过程相关的阳极极化电阻显著降低,并在800℃下实现最高1.76 A·cm^(-2)的电流密度和200 h的稳定性。本工作为高熵钙钛矿材料在SOEC阳极中的应用提供了新的策略。
关键词
固体氧化物电解池
高熵钙钛矿
析氧反应
氧空位
电子转移
Keywords
Solid oxide electrolysis cell
High entropy perovskite
Oxygen evolution reaction
Oxygen vacancy
Electron transfer
分类号
O646 [理学—物理化学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
调控双钙钛矿中高熵组分促进高温析氧反应
冯炜程
于景成
杨溢澜
郭宜阁
邹庚
刘晓菊
陈洲
董坤
宋月锋
汪国雄
包信和
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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