华南理工大学陈羽新发现：低路易斯酸强度阳离子Cs+掺杂的双钙钛矿用于质子陶瓷电池上快速和持久的氧还原/析出
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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ACS Energy Letters
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A Low-Lewis-Acid-Strength Cation Cs<sup>+</sup>-Doped Double Perovskite for Fast and Durable Oxygen Reduction/Evolutions on Protonic Ceramic Cells
Xu Y.; Xu K.; Zhu F.; He F.; Zhang H.; Fang C.; Liu Y.; Zhou Y.; Choi Y.; Chen Y.
Published：2023-01-01
DOI：10.1021/acsenergylett.3c01722
研究背景
燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的设备，它具有高效、环保等优点，因此备受关注。然而，目前燃料电池的商业化应用仍然面临着许多挑战。其中一个主要问题是电极反应的动力学和耐久性。为了解决这个问题，研究人员一直在寻找更好的电极材料。
研究内容
近日，ACS Energy Letters发表了一篇题为“一种低Lewis酸强度阳离子Cs+掺杂的双钙钛矿用于质子陶瓷电池上快速持久的氧还原/进化”的论文。研究人员通过在双钙钛矿氧化物中采用低Lewis酸强度阳离子（Cs+）掺杂策略，设计了一种新型电极材料，即PrBa0.9Cs0.1Co2O5+δ（PBCsC）。实验结果表明，在600℃下，PBCsC电极表现出低的比表面电阻（ASR）值（0.3Ω cm2），并且在100小时内没有明显的降解，这可能是由于离子Lewis酸强度在A和B位置的极化分布导致电子对移位。在650℃下，使用PBCsC电极的全电池在燃料电池（FC）模式下显示出令人鼓舞的峰值功率密度（1.66 W cm-2），在电解（EC）模式下表现出高电流密度（-2.85 A cm-2，在1.3 V），在FC和EC的双模式下具有良好的操作稳定性，并且具有20个周期的有前途的循环耐久性（约80小时）。
研究意义
本研究通过掺杂低Lewis酸强度阳离子（Cs+）的方法，设计了一种新型电极材料，成功地解决了燃料电池电极反应动力学和耐久性的问题。这项研究的创新点在于使用Cs+掺杂策略来调节电极材料的性能，从而提高了燃料电池的效率和稳定性。这项研究对于燃料电池的商业化应用具有重要的意义。
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