High entropy double perovskite cathodes with enhanced activity and operational stability for solid oxide fuel cells

材料科学 氧化物 电化学 组态熵 阴极 化学工程 电导率 钙钛矿(结构) 极化(电化学) 熵(时间箭头) 热力学 物理化学 冶金 电极 化学 物理 工程类
作者
Mengke Yuan,Yuan Gao,Limin Liu,Juntao Gao,Zhe Wang,Ying Li,Hongru Hao,Wentao Hao,Xiutao Lou,Zhe Lv,Lingling Xu,Bo Wei
出处
期刊:Journal of The European Ceramic Society [Elsevier BV]
卷期号:44 (5): 3267-3276 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2023.12.049
摘要

Rare-earth site high entropy double perovskite oxides with different molar ratios have been evaluated as the cathodes for intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC). The effect of configuration entropy on crystal structure, electrical conductivity, electrochemical performance and stability are investigated. Our results reveal that the activity of all high entropy oxides show enhanced electrochemical activity. Among them, the equimolar one (HEO) exhibits the highest activity with a low polarization resistance of 0.05 Ω cm2 at 700 °C. Moreover, it exhibits excellent stability in the CO2-containing atmosphere. The enhanced activity and operational stability can be attributed to reduced surface Ba segregation and the formation of active and robust BaCoO3-δ nanoparticles on HEO surface, rather than BaCO3 and Co3O4 phases. This work indicates that configurational entropy engineering is very effective for rational surface composition regulation.
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