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
芒果Mango完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Owen应助舒心书南采纳,获得30
1秒前
小二郎应助舒心书南采纳,获得10
1秒前
英俊的铭应助舒心书南采纳,获得10
1秒前
2秒前
斯文败类应助虚心水池采纳,获得10
3秒前
4秒前
科研通AI2S应助sanshi100采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.2应助星懿采纳,获得10
6秒前
fifi发布了新的文献求助10
7秒前
炫之炫之完成签到,获得积分10
8秒前
舒适忆枫发布了新的文献求助10
8秒前
Jing发布了新的文献求助20
9秒前
Sheng完成签到,获得积分10
10秒前
隐形曼青应助wwww采纳,获得10
10秒前
排骨年糕完成签到 ,获得积分10
11秒前
沐沐发布了新的文献求助10
12秒前
zhidong发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
俭朴映阳完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
小二郎应助跨材料采纳,获得10
15秒前
袁筱筱筱筱完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
大模型应助kingwill采纳,获得30
17秒前
沿途东行发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
sanshi100发布了新的文献求助10
18秒前
lizzy发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
Xiaojie发布了新的文献求助50
21秒前
喜欢学习完成签到,获得积分10
22秒前
wwww发布了新的文献求助10
22秒前
Xx发布了新的文献求助10
23秒前
小蘑菇应助zlt采纳,获得10
23秒前
余然完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
高分求助中
(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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6518464
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8311181
关于积分的说明 17768489
捐赠科研通 5620346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926313
邀请新用户注册赠送积分活动 1903127
关于科研通互助平台的介绍 1763995