A Superior Catalytic Air Electrode with Temperature-Induced Exsolution toward Protonic Ceramic Cells

材料科学 可逆氢电极 电极 催化作用 化学工程 陶瓷 煅烧 纳米技术 工作电极 化学 复合材料 物理化学 电解质 生物化学 工程类
作者
Kang Zhu,Lijie Zhang,Nai Shi,Bingbing Qiu,Xueyu Hu,Daoming Huan,Changrong Xia,Ranran Peng,Yalin Lu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (6): 5141-5151 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c12609
摘要

Protonic ceramic cells merit extensive exploration, attributed to their innate capabilities for potent and environmentally benign energy conversion. In this work, a temperature-induced exsolution methodology to synthesize SrCo0.5Nb0.5O3-δ (SCN) nanoparticles (NPs) with notably elevated activity on the surface of PrSrCo1.8Nb0.2O6-δ (PSCN) is proposed, directly addressing the extant challenge of restrained catalytic activity prevalent in air electrode materials. In situ assessments reveal that SCN NPs commence exsolution from the matrix at temperatures surpassing 900 °C during straightforward calcination processes and maintain stability throughout annealing. Notably, the resultant SCN-PSCN interface facilitates vapor adsorption and protonation processes, which are poised to enhance surface reaction kinetics pertaining to the proton-involved oxygen reduction and evolution reaction (P-ORR and P-OER). A fuel-electrode-supported protonic ceramic cell leveraging SCN-PSCN as the air electrode manifests compelling performance, attaining a peak power density of 1.30 W·cm-2 in the fuel cell modality and a current density of 1.91 A·cm-2 at 1.3 V in the electrolysis mode, recorded at 650 °C. Furthermore, density functional theory calculations validate that the introduction of SCN NPs onto the PSCN surface conspicuously accelerates electrode reaction rates correlated with P-ORR and P-OER, by significantly mitigating energy barriers associated with surface oxygen and vapor dissociation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
王晓阳完成签到 ,获得积分10
1秒前
sxp1031发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
天下论文集大成者完成签到,获得积分10
3秒前
踏实的期待关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
lixm316发布了新的文献求助10
4秒前
大模型应助微末采纳,获得10
5秒前
sxp1031完成签到,获得积分10
5秒前
情怀应助令狐问兰采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.4应助czy采纳,获得10
6秒前
研友_nPb9e8完成签到,获得积分10
7秒前
崔玉坤发布了新的文献求助10
7秒前
lixinglei应助alex采纳,获得20
8秒前
好久不见应助年轮采纳,获得10
8秒前
Akim应助年轮采纳,获得10
8秒前
伶俐盼海发布了新的文献求助10
9秒前
Wangxin完成签到,获得积分10
9秒前
Hello应助潇洒自由的铅笔采纳,获得30
9秒前
我勒个大豆这么好用完成签到,获得积分10
11秒前
XNYZ应助谦让的博涛采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
小高飞飞飞完成签到 ,获得积分10
12秒前
MILA完成签到,获得积分10
12秒前
15秒前
15秒前
Elytra发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
盘菜应助Laughtired采纳,获得10
16秒前
霸气南珍完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
大模型应助帅哥采纳,获得10
18秒前
叮叮当发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
21秒前
CipherSage应助傻傻的哈密瓜采纳,获得10
22秒前
樊孟发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7526545
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9113095
关于积分的说明 19463003
捐赠科研通 7128717
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3255687
关于科研通互助平台的介绍 2423519
邀请新用户注册赠送积分活动 2243057