氟掺杂BCF阴极

功率密度57%提升

首次通过阴离子掺杂策略同时提升阴极的导电性、质子-氧离子扩散动力学与表面催化活性，实现无钴阴极性能突破。

Xianchen, Dong · Dai H. · Yu, Shoufu · Yueyuan, Gu · 毕磊

International Journal of Hydrogen Energy 2025

具体参数

峰值功率密度

{'zh': '1730', 'en': '1730'} mW cm⁻²

极化电阻

{'zh': '0.038', 'en': '0.038'} Ω cm²

技术优势

功率密度提升57%

氟掺杂同时提高导电性、加速质子与氧离子扩散动力学并增强表面催化活性，使电池输出较未掺杂BCF大幅提升。

极化电阻极低

BCFF阴极的极化电阻仅为0.038 Ω cm²，表明氧还原反应能垒降低，反应动力学显著加快。

100小时稳定运行

在连续100小时运行中电压衰减极小，验证了该无钴阴极的长期耐久性。

应用场景

• 质子导体SOFC：提供低极化损失、高功率密度的阴极方案，直接提升质子导体SOFC单电池性能。
• 中温燃料电池：解决中温区阴极极化电阻大、活性不足的瓶颈，使电池在700 °C高效运行。
• 无钴阴极开发：氟阴离子掺杂实现无钴阴极性能超越含钴阴极，且无钴化避免供应风险和成本。
• 氢能发电装置：高功率密度和耐久性使BCFF阴极适用于高效率、长寿命的氢发电电堆。