SCMs|质子导体固体氧化物燃料电池的新型单相阴极：Sc掺杂的SrFeMoO

近日，南华大学毕磊教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，利用Sc元素部分取代Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6−δ (SFM)中的Mo，成功制备了具有高质子扩散速率的新型Sc掺杂SFM (SFMSc)材料。

理论计算表明，将Sc掺杂到SFM中可以降低材料的氧空位形成能，降低氧化物中质子迁移的能垒，并提高材料氧还原反应的催化活性。使用单相SFMSc阴极的质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFC)比使用不含Sc的SFM单相阴极电池具有更高的电池性能，其在700°C时的性能达到1258 mW cm⁻²。

图1 (a) SFM和(b) SFMSc上的阴极反应示意图。(c) SFM和SFMSc电池700°C下的EIS曲线。(d) SFMSc电池的长期稳定性（600°C，@0.4 A cm⁻²）。

该性能也超过了许多其他使用单相无钴阴极的HSOFC。此外，材料良好的电化学性能并没有以牺牲其稳定性为代价。SFMSc材料在含CO₂的气氛中以及在燃料电池工作条件下都表现出良好的稳定性。

高输出性能和良好的稳定性，使SFMSc成为一种有潜力的高效的H-SOFC阴极材料。

文章信息

Zhang, L., Yin, Y., Xu, Y. et al. Tailoring Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6−δ with Sc as a new single-phase cathode for proton-conducting solid oxide fuel cells. Sci. China Mater. (2022). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1935-5

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