A位缺陷对La-Sr-Co-O钙钛矿结构和催化氧化性能的影响

采用柠檬酸络合法制备La-Sr-Co-O钙钛矿,通过酸处理溶解Sr离子,得到了相应的A位缺陷钙钛矿.采用X射线衍射(XRD)、X射线吸收精细结构(XAFS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等表征技术考察了A位缺陷钙钛矿的晶体结构、配位环境及表面电子结构等性质,通过CO氧化和NO氧化活性测试评价了A位缺陷钙钛矿的催化性能.结果表明,简单酸处理有选择性地改造了Sr富集区,溶解了SrCO_(3)以及大部分SrO.钙钛矿主体结构基本不变,局域结构中Sr(A位)的缺位造成Co离子以Co_(3)O_(4)形式溶出,并形成了更多的氧缺陷,有效地活化了晶格氧物种,因此其在CO氧化和NO氧化反应中均表现出更优异的低温活性.

A位缺陷对铁酸盐基阴极材料硫中毒特性影响

空气中微量SO_(2)(10-9)引起阴极材料硫中毒是导致固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减的关键因素之一。将(La_(0.6)Sr_(0.4))(Co_(0.2)Fe_(0.8))O_(3)(LSCF)和A位缺陷型(La_(0.6) Sr_(0.4))_(0.8)5(Co_(0.2)Fe_(0.8))O_(3)(LSCF85)样品放置在含有30μg/gSO_(2)的干空气气氛中,800℃条件下热处理50 h后,对反应的生成物进行XRD、SEM、EDX表征,评价A位缺陷的存在对钙钛矿结构铁酸盐基固体氧化物燃料电池阴极材料硫中毒行为的影响。结果发现,对于钙钛矿结构LSCF阴极材料,A位缺陷的引入可以有效地抑制该材料与SO_(2)发生化学反应生成SrSO_(4),提高材料在含SO_(2)气氛中的化学稳定性。其原因可能是由于A位缺陷的引入,降低了LSCF中Sr元素的活性,从而抑制了Sr元素与SO_(2)之间化学反应的发生。

A位缺陷对(Pr_(0.5)Sr_(0.5))_(1-x)Fe_(0.9)Ru_(0.1)O_(3-δ)(0≤x≤0.2)阳极材料电化学性能及稳定性影响的研究

通过燃烧法制备了不同A缺位的(Pr_(0.5)Sr_(0.5))_(1-x)Fe_(0.9)Ru_(0.1)O_(3-δ)(PSFR x,x=0,0.1,0.2)钙钛矿氧化物,并将其用作固体氧化燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的阳极材料,研究其在还原气氛中的析出及材料结构演变机理,探索其电化学性能及运行稳定性.实验结果表明,在经过在800℃还原2 h后,所有PSFR x样品的主要相结构都由ABO 3立方钙钛矿相转化为Ruddlesden-Popper(RP)层状钙钛矿相,同时在表面析出Fe-Ru合金纳米颗粒.XRD结果表明,少量的A缺位(x=0.1)可以抑制在还原过程中的杂相生成,保证了B位金属析出后A 2BO 4层状相的稳定性.随后,对SOFC进行的电化学性能测试,随着A缺位的增加,PSFR x的电化学输出性能随之先上升后下降,A缺位的最佳缺位比例为x=0.1.在800℃下,以PSFR 0.1为阳极的电解质支撑单电池在加湿H 2和C 3H 8的最大功率密度分别为0.747和0.528 W/cm^(2).进一步,在以C 3H 8为燃料气、恒电流为0.15 A/cm^(2)条件下对PSFR 0.1为阳极的单电池进行放电测试,实现了稳定的功率输出.

三元正极材料Li_xNi_yCo_zMn_(2-x-y-z)O_2的研究现状

综述Li_xNi_yCo_zMn_(2-x-y-z)O_2(0<x<2)三元正极材料的类型(化学计量比的、A位富锂和A位缺陷的正极材料)和研究进展;指出该系列正极材料目前存在的主要问题,如制备工艺复杂、合成的粉体一致性差和振实密度偏低等;分析了改进制备方法、优化制备条件和采用掺杂或表面修饰技术等研究方向。

析出型纳米颗粒SOFC稀土钙钛矿阳极催化材料研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效的能源转化装置,阳极材料在电池中起着重要作用,针对传统镍基阳极的碳沉积和易受硫毒化问题,析出型纳米颗粒SOFC稀土钙钛矿阳极催化材料是近年来一种新型的阳极材料,该材料的制备简易,同时具备抗积碳和耐硫毒化的能力。介绍了析出型纳米颗粒稀土钙钛矿阳极的原理和方法,总结了析出型稀土钙钛矿阳极的类型,并对析出型纳米颗粒阳极的未来方向进行了展望与建议。