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{"title":"用于质子传导型固体氧化物燃料电池的集成阴极材料的交叉堆叠晶体结构配置","authors":"Jun-Yi Gong, Dan-Dan Yang, Wei Liu, Jie Hou","doi":"10.1007/s12598-024-02816-4","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"<h3 data-test=\"abstract-sub-heading\">摘要</h3><p>高效且稳定的阴极材料缺乏阻碍了质子传导型固体氧化物燃料电池 (H-SOFCs) 的广泛应用。Sm<sub>2</sub>Ba<sub>1.33</sub>Ce<sub>0.6</sub><sub>7</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>9</sub>(SBCC) 是一种由[CuO<sub>5</sub>层][类CeO<sub>2</sub>层][CuO<sub>5</sub>层][Sm<sub><i>x</i></sub>Ba<sub>1-<i>x</i></sub>CuO<sub><i>y</i></sub>钙钛矿层]交叉堆叠形成的层状材料。由于融合了不同的结构、化学和电子特性, 这种复合结构可以提高电催化性能。在此, SBCC阴极在H-SOFC中表现出优异的电池性能, 700 °C时的功率输出为1291 mW·cm<sup>−2</sup>, 优于文献报道的其他Co基和Cu基单相阴极。此外, 通过在SBCC中用Nd替代Sm, 还获得了一种新型阴极材料Nd<sub>2</sub>Ba<sub>1.33</sub>Ce<sub>0.67</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>9</sub>(NBCC) 。NBCC阴极基单电池性能优越, 在700 °C时的功率输出为1385 mW·cm<sup>−2</sup>, 这归功于NBCC中更多的氧空位有利于氧还原反应。NBCC和SBCC优异的电化学性能和良好的运行稳定性表明, 交叉叠层结构材料是一种很有前途的H-SOFC阴极材料。这项研究为开发高活性、耐用的H-SOFC阴极提供了一条新途径。</p><h3 data-test=\"abstract-sub-heading\">Graphical abstract</h3>","PeriodicalId":749,"journal":{"name":"Rare Metals","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":9.6000,"publicationDate":"2024-07-02","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Cross-stacking crystal structural configuration of integrated cathode materials for proton-conducting solid oxide fuel cells\",\"authors\":\"Jun-Yi Gong, Dan-Dan Yang, Wei Liu, Jie Hou\",\"doi\":\"10.1007/s12598-024-02816-4\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"<h3 data-test=\\\"abstract-sub-heading\\\">摘要</h3><p>高效且稳定的阴极材料缺乏阻碍了质子传导型固体氧化物燃料电池 (H-SOFCs) 的广泛应用。Sm<sub>2</sub>Ba<sub>1.33</sub>Ce<sub>0.6</sub><sub>7</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>9</sub>(SBCC) 是一种由[CuO<sub>5</sub>层][类CeO<sub>2</sub>层][CuO<sub>5</sub>层][Sm<sub><i>x</i></sub>Ba<sub>1-<i>x</i></sub>CuO<sub><i>y</i></sub>钙钛矿层]交叉堆叠形成的层状材料。由于融合了不同的结构、化学和电子特性, 这种复合结构可以提高电催化性能。在此, SBCC阴极在H-SOFC中表现出优异的电池性能, 700 °C时的功率输出为1291 mW·cm<sup>−2</sup>, 优于文献报道的其他Co基和Cu基单相阴极。此外, 通过在SBCC中用Nd替代Sm, 还获得了一种新型阴极材料Nd<sub>2</sub>Ba<sub>1.33</sub>Ce<sub>0.67</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>9</sub>(NBCC) 。NBCC阴极基单电池性能优越, 在700 °C时的功率输出为1385 mW·cm<sup>−2</sup>, 这归功于NBCC中更多的氧空位有利于氧还原反应。NBCC和SBCC优异的电化学性能和良好的运行稳定性表明, 交叉叠层结构材料是一种很有前途的H-SOFC阴极材料。这项研究为开发高活性、耐用的H-SOFC阴极提供了一条新途径。</p><h3 data-test=\\\"abstract-sub-heading\\\">Graphical abstract</h3>\",\"PeriodicalId\":749,\"journal\":{\"name\":\"Rare Metals\",\"volume\":null,\"pages\":null},\"PeriodicalIF\":9.6000,\"publicationDate\":\"2024-07-02\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Rare Metals\",\"FirstCategoryId\":\"88\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.1007/s12598-024-02816-4\",\"RegionNum\":1,\"RegionCategory\":\"材料科学\",\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q1\",\"JCRName\":\"MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Rare Metals","FirstCategoryId":"88","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1007/s12598-024-02816-4","RegionNum":1,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q1","JCRName":"MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}
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摘要
摘要高效且稳定的阴极材料缺乏阻碍了质子传导型固体氧化物燃料电池 (H-SOFCs) 的广泛应用。Sm2Ba1.33Ce0.67Cu3O9(SBCC) 是一种由[CuO5层][类CeO2层][CuO5层][SmxBa1-xCuOy钙钛矿层]交叉堆叠形成的层状材料。由于融合了不同的结构、化学和电子特性, 这种复合结构可以提高电催化性能。在此, SBCC阴极在H-SOFC中表现出优异的电池性能, 700 °C时的功率输出为1291 mW·cm−2, 优于文献报道的其他Co基和Cu基单相阴极。此外, 通过在SBCC中用Nd替代Sm, 还获得了一种新型阴极材料Nd2Ba1.33Ce0.67Cu3O9(NBCC) 。NBCC阴极基单电池性能优越, 在700 °C时的功率输出为1385 mW·cm−2, 这归功于NBCC中更多的氧空位有利于氧还原反应。NBCC和SBCC优异的电化学性能和良好的运行稳定性表明, 交叉叠层结构材料是一种很有前途的H-SOFC阴极材料。这项研究为开发高活性、耐用的H-SOFC阴极提供了一条新途径。Graphical abstract
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