In Situ Phase‐Transformation Forming a Bicontinuous (Ni, Co, Ti, and Al)‐Oxide/Li2CO3 Interpenetrating Network Electrolyte for Solid Oxide Fuel Cells

电解质 材料科学 离子电导率 氧化物 化学工程 纳米复合材料 固体氧化物燃料电池 相(物质) 离子键合 无定形固体 纳米技术 离子 电极 化学 有机化学 物理化学 冶金 工程类
作者
Yanyan Liu,Xiaochun Ma,Hongjun Ye,Jitong Yan,Yongfu Tang,Shaozheng Ji
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (33)
标识
DOI:10.1002/smll.202400185
摘要

Abstract Designing heterogeneous electrolytes with superior interface charge transfer is promising for low‐temperature solid oxide fuel cells (LT‐SOFCs). However, a rational construction with optimal interfaces to maximize ionic conduction remains a challenge. Here an in situ phase‐transformation strategy is demonstrated to prepare a highly conductive heterogeneous electrolyte. A pristine LiNiO 2 ‐TiO 2 nanocomposite precursor undergoes chemical reactions and phase‐transformation upon heating and feeding H 2 , destroying the original phases, and forming new species, including an amorphous Li 2 CO 3 scaffold within a (Ni, Co, Al, and Ti)‐oxide (NCAT) matrix. It creates an intertwining and continuous network inside the electrolyte with plentiful interfaces. The in situ formed NCAT/Li 2 CO 3 heterogeneous electrolyte displays superior ionic conductivity and impressive fuel cell performance. This work emphasizes the potential of rational heterogeneous structure design and interface engineering for LT‐SOFC electrolyte through an in situ phase‐transform approach. The generated interfaces enhance ion transport, presenting an opportunity for further optimizing electrolyte candidates, and lowering the operating temperatures of SOFCs.
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