Enhanced Proton Conduction with Low Oxygen Vacancy Concentration and Favorable Hydration for Protonic Ceramic Fuel Cells Cathode

阴极 材料科学 阳极 氧化物 质子 钙钛矿(结构) 陶瓷 化学工程 氧气 扩散 无机化学 电极 化学 复合材料 物理化学 冶金 有机化学 热力学 工程类 物理 量子力学
作者
Xiaoyu Wang,Wenhuai Li,Chuan Zhou,Meigui Xu,Zhiwei Hu,Chih‐Wen Pao,Wei Zhou,Zongping Shao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (1): 1339-1347 被引量:52
标识
DOI:10.1021/acsami.2c19343
摘要

Protonic ceramic fuel cells (PCFCs), as an efficient energy storage and conversion device, have great potential to solve the serious problems of energy shortage and environmental pollution. Improving the proton conductivity of the promising cathode materials is an effective solution to promote the widespread application of PCFCs at low temperatures (450-650 °C). Herein, considering the high oxygen reduction reaction (ORR) activity of BaCoO3-based perovskite oxide and beneficial proton uptake capacity of Zn-doping, we construct BaCo0.4Fe0.4Zn0.1Y0.1O3-δ (BCFZnY) as the PCFCs cathode, and compare it with the classic triple-conducting cathode BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ (BCFZrY). Different from the general strategy of increasing the initial oxygen vacancy concentration of cathode materials, this work unveils that enhancing the hydration of perovskite oxide with low oxygen vacancy concentration is a more effective strategy to accelerate the proton diffusion in the electrode. Therefore, the BCFZnY cathode achieved excellent proton conductivities of 8.05 × 10-3 and 6.38 × 10-3 S cm-1 as obtained by hydrogen permeation measurements and peak power densities of 982 and 320 mW cm-2 in a BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ-based anode-supported fuel cell at 600 and 450 °C, respectively.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JamesPei应助琪凯定理采纳,获得10
1秒前
可爱的函函应助Syy采纳,获得10
1秒前
xing_xing应助独特的幼菱采纳,获得20
1秒前
知之发布了新的文献求助10
2秒前
疯子星完成签到,获得积分10
2秒前
闫学妮完成签到,获得积分10
2秒前
十一发布了新的文献求助10
2秒前
爱莉希雅完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
roselau发布了新的文献求助10
3秒前
Owen应助gbbcq采纳,获得10
3秒前
yanlongshiyue发布了新的文献求助10
4秒前
lgs1应助奋斗又晴采纳,获得10
4秒前
4秒前
lu1222发布了新的文献求助10
4秒前
wuliwang发布了新的文献求助10
5秒前
Hello应助cch采纳,获得30
5秒前
YYDS完成签到,获得积分10
5秒前
lulu发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
闫学妮发布了新的文献求助10
8秒前
传统的傲菡完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
YYDS发布了新的文献求助10
9秒前
等待寻绿完成签到 ,获得积分10
9秒前
七七完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
qingwan发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
椒江完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
Akim应助闵杰采纳,获得10
14秒前
天天快乐应助lu1222采纳,获得10
14秒前
张桂钊发布了新的文献求助10
14秒前
Moudexiao完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
知行合一发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Overhead Power Line and Substation Foundations: State of Practice, Basics, Type Selection, Geotechnical Topics, and Specialty Analysis 2000
Overhead Power Line and Substation Foundations: Design Loads, Strength Factors, Threshold Criteria, and Design/Construction Methodologies 2000
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School: When Achievement Is not So Perfect 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7725296
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9277792
关于积分的说明 20123576
捐赠科研通 7301833
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3301703
关于科研通互助平台的介绍 2455034
邀请新用户注册赠送积分活动 2309576