铌稳定单相三导空气电极

机械电化学双增强

通过高价铌掺杂稳定钙钛矿晶格，同步提升机械强度与电化学活性，克服了同类空气电极机械性能不足的瓶颈。

Junbiao, Li · Zhang Y. · Haojie, Zhu · Hongxin, Yang · Zhipeng, Liu · Lin, Kuiwu · Sun, Hainan · 田云峰 · Suling, Shen · Heping, Xie · 陈彬

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

杨氏模量提升率

{'zh': '47', 'en': '47'} %

断裂韧性提升率

{'zh': '67', 'en': '67'} %

面积比电阻

{'zh': '0.262', 'en': '0.262'} Ω·cm²

功率密度

{'zh': '1.091', 'en': '1.091'} W cm⁻²

燃料电池模式衰减率

{'zh': '0.005', 'en': '0.005'} mV h⁻¹

电解模式衰减率

{'zh': '0.14', 'en': '0.14'} mV h⁻¹

技术优势

机械强度大幅提升

高价铌掺杂稳定钙钛矿晶格，杨氏模量提升47%，断裂韧性提升67%，使空气电极更耐用。

电化学活性显著增强

增强的氧迁移率、表面交换动力学及氧离子/质子混合导电性共同作用，导致550 °C面积比电阻低至0.262 Ω·cm²。

长期运行稳定性好

燃料电池模式衰减率低于0.005 mV h⁻¹，电解模式衰减率仅0.14 mV h⁻¹（550 °C），显示长期运行稳定性。

应用场景

• 可逆质子陶瓷燃料电池：作为空气电极，提升可逆质子陶瓷燃料电池的效率和耐久性。
• 氢能转换器件：用于氢能与电能的高效直接转换，推动氢能器件商业化。
• 固体氧化物燃料电池：高性能空气电极材料，提高固体氧化物燃料电池输出功率。
• 钙钛矿氧化物功能材料：通过掺杂稳定钙钛矿结构，获得机械与电化学双优功能材料。