高熵钙钛矿空气电极

双动力学增10倍

A位构型熵引入局域晶格畸变，同时提升氧体相传输与表面交换，解决可逆固体氧化物电池中两个过程相互制约的瓶颈。

Yue, Shui · Hanchao, Zhang · Han, Hairui · Zhu, Jinfeng · Li, Haozhen · Shuai, Yuan · Jie, Ma · Kehan, Huang · Yilong, Yang · Yang, Chongqing · Ma, Chao · 李孝宝 · Hui, Zhang · Su, Xiaozhi · Xia, Changrong · Ji, Wu · Skinner, Stephen J. · Shao, Zongping · 朱磊 · 倪娜 · 黄震

Applied Catalysis B: Environmental 2027

参数信息

氧体相扩散系数提升倍数

10 ×

表面交换系数提升倍数

10 ×

可逆电池性能提升

56 %

技术优势

双动力学同步提升

引入 A 位构型熵产生局域晶格畸变与 A-O 键梯度，氧体相扩散和表面交换系数同时提升 10 倍，无需牺牲任何一方。

表面催化加速

熵诱导畸变在工作温度下稳定高自旋 Co3+，绕过传统 O 2p 带中心机制，进一步加速表面氧交换。

可逆性能显著改善

在氧化锆电解质支撑电池中，燃料与电解模式性能最高提升 56%，且短期稳定性良好。

应用场景

• 固体氧化物燃料电池：燃料模式性能最高提升 56%，可直接采用该电极材料提高功率密度。
• 固体氧化物电解池：电解模式同样受益于双动力学提升，有望提高产氢效率。
• 可逆固体氧化物电池：燃料与电解性能同时改善，适合可逆运行的储能与产氢场景。
• 钙钛矿电催化剂：高自旋 Co3+ 稳定化提升表面催化，可作为高性能钙钛矿催化剂使用。