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
刚刚
技能五完成签到,获得积分10
1秒前
大模型应助gorgeousgaga采纳,获得10
1秒前
Reed发布了新的文献求助10
1秒前
不得完成签到,获得积分10
1秒前
5秒前
小敏爱吃鱼完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
江鑫完成签到,获得积分10
8秒前
1234完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
10秒前
优秀荔枝发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Richard发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
2052669099发布了新的文献求助200
12秒前
毛毛弟发布了新的文献求助10
12秒前
yyyyy发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
科研通AI6.4应助Reed采纳,获得30
12秒前
13秒前
孙小子发布了新的文献求助10
13秒前
CMD完成签到 ,获得积分0
14秒前
15秒前
李清水完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
共享精神应助healthy采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
pcs发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
橙子发布了新的文献求助20
20秒前
20秒前
奋斗雅香完成签到 ,获得积分10
20秒前
Qin应助肖依琳采纳,获得30
20秒前
嵇焱完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
zzz发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 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 7279454
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8900630
关于积分的说明 18826331
捐赠科研通 6951518
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207178
关于科研通互助平台的介绍 2377531
邀请新用户注册赠送积分活动 2182205