Cation‐Selective Defects Engineering in A‐Site Ordered Layered Perovskites for High‐Performance Reversible Protonic Ceramic Cells

材料科学 空位缺陷 钙钛矿(结构) 氧气 电化学 析氧 纳米技术 化学工程 电极 结晶学 物理化学 化学 工程类 有机化学
作者
Yixiao Song,Yufei Song,Yuhao Wang,Meigui Xu,Jianrong Zeng,Mingzhuang Liang,Haitao Huang,Wei Zhou,Ran Ran,Zongping Shao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (44): e11519-e11519 被引量:13
标识
DOI:10.1002/adma.202511519
摘要

Abstract Reversible protonic ceramic cells facilitate efficient chemical‐electrical energy interconversion, advancing renewable energy utilization. Commercial viability, however, demands intermediate‐to‐low temperatures (ILT, 400–600 °C) operation, currently constrained by air electrode performance. A‐site ordered layered perovskite PrBa 0.5 Sr 0.5 Co 1.5 Fe 0.5 O 5+δ (PBSCF) promises, yet faces activity and stability issues at ILT. Cation defects effectively tune defect structures in simple perovskites, boosting electrochemical performance, but their specific effects in A‐site ordered perovskites with dual A‐site environments remain unexplored. Here, A‐site cation‐selective defects are engineered to tune PBSCF's performance, with Pr‐deficient (Pr 0.95 Ba 0.5 Sr 0.5 Co 1.5 Fe 0.5 O 5+δ , p‐ PBSCF) and Ba/Sr‐deficient (Pr(Ba 0.5 Sr 0.5 ) 0.95 Co 1.5 Fe 0.5 O 5+δ , bs‐ PBSCF) variants revealing distinct defects‐performance relationships. Pr defects weaken Co─O covalency to activate Co sites, enhancing oxygen electrocatalytic activity. Concurrently, it lowers oxygen vacancy concentration, inhibiting hydration‐induced lattice expansion. This stabilizes Ba─O/Sr─O bonds and mitigates Ba/Sr segregation, enhancing stability. However, the reduced oxygen vacancy concentration inhibits the material's hydration, lowering proton conduction and thus restricting activity enhancement. In contrast, Ba/Sr defects not only weaken Co─O covalency to activate Co sites, but also increase oxygen vacancy concentration, promoting proton and oxygen‐ion transport, thereby significantly enhancing electrode activity. Furthermore, despite increased hydration, bs‐ PBSCF's larger‐radius cation defects yield a smaller unit cell versus p‐ PBSCF, further strengthening Ba─O/Sr─O bonds and inhibiting Ba/Sr segregation, thus leading to superior stability.
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
刚刚
1秒前
wanci的应助被福征采纳,获得10
1秒前
搜集达人的应助被培P采纳,获得10
2秒前
2秒前
科研通AI6.4的应助被默默采纳,获得10
2秒前
不筝的应助被默默采纳,获得10
3秒前
Unicorn_1完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
while完成签到,获得积分20
5秒前
灵芝草完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
煎饼煎饼发布了新的文献求助10
7秒前
while发布了新的文献求助10
8秒前
英姑的应助被迅速的时光采纳,获得10
8秒前
一只小只因完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
过时的广山完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
小蘑菇的应助被Mrmiss666采纳,获得10
11秒前
wolala完成签到,获得积分10
12秒前
必须发顶刊完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
DX120210165完成签到,获得积分10
13秒前
Imogen玺发布了新的文献求助30
14秒前
夏凉发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
大模型的应助被001采纳,获得10
16秒前
FashionBoy的应助被zhdjj采纳,获得10
17秒前
Lucas的应助被煎饼煎饼采纳,获得10
18秒前
18秒前
爆米花的应助被333水采纳,获得30
18秒前
SciGPT的应助被庄艺斌采纳,获得10
18秒前
lijiqi发布了新的文献求助10
18秒前
福征发布了新的文献求助10
19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
Les Mantodea De Guyane 2000
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Positive Psychology 600
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8009775
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9458748
关于积分的说明 21174266
捐赠科研通 7581540
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3383322
关于科研通互助平台的介绍 2515464
邀请新用户注册赠送积分活动 2418214