In Situ Exsolved CoFeRu Alloy Decorated Perovskite as An Anode Catalyst Layer for High‐Performance Direct‐Ammonia Protonic Ceramic Fuel Cells

材料科学 合金 陶瓷 阳极 原位 钙钛矿(结构) 图层(电子) 催化作用 化学工程 冶金 复合材料 电极 物理化学 生物化学 化学 物理 有机化学 气象学 工程类
作者
Mingzhuang Liang,Yufei Song,Baocheng Xiong,Dongliang Liu,Daxiang Xue,Longyun Shen,Kanghua Shi,Yixiao Song,Jingwei Li,Qiang Niu,Meigui Xu,Francesco Ciucci,Wei Zhou,Zongping Shao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (48) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/adfm.202408756
摘要

Abstract Direct‐ammonia proton ceramic fuel cell (DA‐PCFC) is a promising clean energy technology because ammonia (NH 3 ) is easier to store, transport, and handle than hydrogen. However, NH 3 decomposition efficiency is unsatisfactory, and the anti‐sintering resistance of conventional Ni‐based ceramic anodes has limited the large‐scale application of DA‐PCFC technology. Herein, Pr 0.6 Sr 0.4 (Co 0.2 Fe 0.8 ) 0.85 Ru 0.15 O 3‐δ (PSCFR15), a novel anode catalyst layer (ACL) material is developed. PSCFR15 is treated under a reducing atmosphere to form a composite with CoFeRu alloy nanoparticles. Density functional theory simulations reveal that Ru modification in the CoFe alloy promotes nitrogen desorption during ammonia decomposition reaction, thereby boosting ammonia decomposition efficiency. As a result, DA‐PCFC with PSCFR15 ACL can achieve superior peak power density compared to bare DA‐PCFC operated with H 2 and NH 3 fuels. Furthermore, the ACL also reduces the direct contact between the Ni‐based ceramic anode and the NH 3 fuel, then suppressing Ni sintering, and enhancing the durability of the DA‐PCFC.
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