SDC拉伸应变LSCF电极

抑制锶偏析

一种通过SDC纳米颗粒引入拉伸应变以协同提升催化活性与抗二氧化碳毒化能力的LSCF氧电极。

Miao, Zhang · Hengbo, Yin · Bozheng, Yu · Jiakun, Sun · Wei, Han · 卞刘振 · Linzhi, Wang · 王朝毅 · 彭军 · 安胜利

Chemical Engineering Journal 2026

具体参数

极化电阻

{'zh': '0.142', 'en': '0.142'} Ω cm²

表面氧空位浓度

{'zh': '51.6', 'en': '51.6'} %

CO₂暴露后极化电阻增幅

{'zh': '86', 'en': '86'} %

峰值功率密度

{'zh': '1411', 'en': '1411'} mW cm⁻²

电压衰减 (约300小时)

{'zh': '0.003', 'en': '0.003'} V

衰减率

{'zh': '0.229', 'en': '0.229'} %

技术优势

极化电阻大幅降低

拉伸应变降低了表面氧空位形成能，加速了氧还原/析出反应动力学。

抑制锶偏析

SDC修饰层充当保护屏障和阳离子锚定点，有效抑制了Sr的表面富集。

CO₂毒化耐受性提升

在5 vol% CO₂中暴露200小时，Rp增幅从143%降至86%，稳定性显著改善。

单电池长时运行稳定

在约300小时连续运行中，电压仅下降0.003 V，对应衰减率仅0.229%。

应用场景

• 固体氧化物燃料电池：作为高效稳定的氧电极，直接用于固体氧化物燃料电池堆。
• 固体氧化物电解池：加速析氧反应动力学，提升高温电解制氢效率和寿命。
• 高温电催化：利用应变效应调控缺陷化学，拓展高温电催化反应设计思路。
• 耐二氧化碳腐蚀涂层：作为耐CO₂涂层保护阴极，防止碳酸盐形成导致的性能衰减。
• 陶瓷异质界面：通过构建异质界面引入拉伸应变，调控表面反应性和稳定性。