韩科院研发一项新技术 提升固体氧化物燃料电池的稳定性
盖世汽车 发布于 |
2018-01-23
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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,从而导致电极的性能下降。
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能派上用场。”