多相纳米催化剂PCO修饰BSCF氧电极

水系交换系数提升128%

通过PCO浸渍在BSCF氧电极表面原位形成PCO/BaCeO₃异质结构纳米颗粒，利用PCO高氧空位浓度促进氧表面交换，BaCeO₃提升质子吸收，BSCF提供快速电子传导，实现协同增强。

Min, Zhang · 74013350 · Sun, Zhipeng · Xianyu, Wang · Jiayue, Liu · 杜志鸿 · 赵海雷

International Journal of Hydrogen Energy 2026

具体参数

水表面交换系数

12.3 × 10-4 cm s-1

极化电阻

0.206 Ω cm2

峰值功率密度

995 mW cm-2

电解电流密度

2.07 A cm-2

技术优势

水交换加快

PCO具有高氧空位浓度，促进氧表面交换动力学，使水表面交换系数提升128%。

极化损失降

异质结构协同增强质子吸收和电子传导，600 °C下极化电阻降低36%。

双模式性能高

单电池在燃料电池模式下峰值功率密度达995 mW cm⁻²，电解模式下电流密度达2.07 A cm⁻²（1.3 V，700 °C），分别比BSCF基电池高27%和74%。

应用场景

• 质子陶瓷燃料电池：用于制备低极化电阻的氧电极，提升中温燃料电池功率密度。
• 高温电解制氢：作为电解池氧电极，在1.3 V下实现高电流密度制氢。
• 氧电极电催化：PCO/BaCeO₃异质结构能同时催化氧表面交换与质子吸收，降低活化极化。
• 固体氧化物电池：该电极设计可移植到固体氧化物电池，提高双模式运行性能。