酸蚀刻质子导体电解质

界面结合力增强

选择性酸蚀刻在BZCYYb电解质表面制造腐蚀坑，增强电极与电解质界面结合，适用于可逆质子陶瓷电池。

杨恺 · Wang, Yifei · Pei, Wang · Juntao, Feng · Xiaoyu, Wang · Tao, Cong · Xingchen, Feng · Yangyang, Zhao · 丁锡锋

Journal of Power Sources 2025

具体参数

欧姆阻抗降低

{'zh': '20.6', 'en': '20.6'} %

峰值功率密度

{'zh': '984.3', 'en': '984.3'} mW cm⁻²

电解电流密度

{'zh': '2.29', 'en': '2.29'} A cm⁻²

技术优势

欧姆阻抗降低20.6%

酸蚀刻增大表面粗糙度并形成腐蚀坑，增加电极与电解质的实际接触面积，从而减少界面电阻。

峰值功率密度提升15.6%

界面结合增强和三相边界区域扩大改善了氧还原反应动力学，使峰值功率密度达到984.3 mW·cm⁻²。

电解电流密度提升19.1%

丰富的活性位点和改善的氧析出反应动力学使电解模式性能显著提升，在1.3 V下电流密度达2.29 A·cm⁻²。

适合规模化生产

酸蚀刻方法经济且操作简单，不依赖昂贵设备或复杂工艺，便于在工业生产中大规模应用。

应用场景

• 可逆质子陶瓷电池：直接用酸蚀刻电解质片组装高效稳定的可逆电池，省去界面处理步骤。
• 高温电解制氢：在700 °C高温电解模式下以更高的电流密度制氢，提高水蒸气电解效率。
• 陶瓷电解质：酸蚀刻在陶瓷电解质表面形成规则腐蚀坑，增强其与电极的机械锁合。
• 界面工程：选择性酸蚀刻精准调控电解质表面形貌，扩大界面接触面积和三相边界。
• 电池运行稳定性：增强的界面结合使电池在动态电流和热循环下结构完整，延长运行寿命。