双钙钛矿电催化剂

CO₂还原高稳定

一种通过双交换效应耦合自旋调制来优化电子结构、从而提升二氧化碳还原性能的固体氧化物电池阴极材料。

Yuanfeng, Liao · Liu, Jun · 陈昊 · Yan, Yi · 刘建文 · 王蕾 · 张久俊 · 符显珠 · 骆静利

Journal of the American Chemical Society 2025

参数信息

电流密度

2.48 A cm⁻²

技术优势

电流密度高

在 800 °C 和 1.5 V 下，CO₂ 还原电流密度达到 2.48 A cm⁻²，远超同类材料。

稳定性好

在相同条件下保持高稳定性，可长期运行。

机理清晰

Ni 掺杂引入双交换效应，增强电导率并耦合自旋调制，产生高自旋 Fe⁴⁺，其空 eg 轨道可容纳来自氧孤对电子的额外电子，从而促进 CO₂ 吸附、削弱 CO 吸附，提高还原性能。

应用场景

• CO₂ 电解：作为阴极材料，在高温下高效电解 CO₂ 生成 CO，用于将工业废气转化为燃料或化学品。
• 固体氧化物电池：用作固体氧化物电池电极，提高电化学性能与长期稳定性。
• 钙钛矿电催化剂：作为钙钛矿电催化剂，通过自旋调制优化电子结构，提升催化活性。
• CO₂ 利用：在 CO₂ 利用过程中实现高选择性还原，提高转化效率。