赵金保教授课题组

研究前沿

喷雾热解沉积法制备固体氧化物燃料电池纳米结构电极的研究进展

650 ℃ 以下运行的低温固体氧化物燃料电池 (LT-SOFC) 具有长期运行稳定性和便携式发电的特点,但是SOFC的电极极化电阻仍然是性能的严重限制,因此研究新的电极材料对于提高SOFC的性能非常重要。纳米结构电极提供了在低温下提高 SOFC 效率的可能性。在不同的电极制备技术中,喷雾热解沉积是一种通用、经济和可工业大规模生产的方法,可以直接在电解质上生长电极,减少制备步骤和时间。本文总结了该领域的最新进展,特别强调了用于提高电极性能的各种不同的微观结构策略,即纳米复合阴极、分级阴极、渗透阴极和具有活性/功能层的阴极。最后,讨论了当前存在的挑战和进一步提高新型纳米结构电极性能的未来工作方向。

直接在电解质上生长电极可以克服一些与粘附和电池组件之间的物理和化学兼容性相关的关键问题。在这种情况下,喷雾热解是一种低成本且易于操作的技术,可通过简单地改变沉积条件如温度和前体类型来制备具有多种形态的层状材料,即致密、多孔、裂珊瑚状、花状等。该技术在过去几年中被广泛用于制备不同的 SOFC正极材料,还采用了不同的微结构策略来获得具有更好耐久性和性能的纳米结构电极,包括单相电极、纳米复合电极、梯度电极、渗透电极、保护和活性功能层。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775321007953?via%3Dihub#

(张彦杰)

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