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韩科院研发新技术 提升固体氧化物燃料电池的稳定性

2018年01月23日 15:37 来源:盖世汽车  作者:陈存军
据外媒报道,韩国科学技术院(简称韩科院)研究人员在英国皇家化学院的学术期刊《能源与环境科学》上发表了一篇研究论文。

  盖世汽车讯 据外媒报道,韩国科学技术院(简称韩科院)研究人员在英国皇家化学院的学术期刊《能源与环境科学》上发表了一篇研究论文。在该论文中,韩科院的研究人员描述了一项新技术,通过在氧化物中掺杂少量的金属质材料,可提升固体氧化物燃料电池(SOFC)电极材料的化学稳定性。

  决定固体氧化物燃料电池性能的核心要素是阴极,阴极为氧化剂还原的场所。通常,固体氧化物燃料电池的阴极中使用的是钙钛矿型氧化物(ABO3)。尽管钙钛矿型氧化物在最初的工作过程中具有高性能,但随着时间推移,性能会下降,限制了其长期使用。尤其是阴极工作所需的高温氧化状态导致产生表面偏析现象(surface segregation phenomenon),第二相(second phases),比如氧化锶在钙钛矿型氧化物表面积聚,从而导致其性能下降。

  韩科院材料科学与工程部门的WooChul Jung教授组织了一个研究团队,该团队使用计算化学和实验数据观察到钙钛矿电极晶格(perovskite electrode lattice)的锶原子周围呈局部压缩状态,削弱了Sr-O的粘结强度,促使了锶表面偏析。因而,该团队确认钙钛矿型氧化物的应变分布(strain distribution)变化是导致锶表面偏析的主要原因。

  基于上述发现,该团队在氧化物中掺杂了不同尺寸的金属质材料,控制阴极材料中的晶格应变范围,并有效的抑制了锶表面偏析。

  Jung教授表示:“该技术只需在材料合成期间添加少量的金属原子,无需任何额外的程序。我希望未来在研发高耐性的钙钛矿型氧化物电极时该技术能派上用场。”

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