Selective In Situ Phase Segregation Enabling Efficient and Stable Protonic Ceramic Fuel Cell Cathode Performance

阴极 材料科学 钙钛矿(结构) 相(物质) 陶瓷 化学工程 电导率 氧气 复合材料 化学 物理化学 有机化学 工程类
作者
Desheng Feng,Vanessa K. Peterson,Tianjiu Zhu,Rijia Lin,Anita M. D’Angelo,Dominique Appadoo,Xiaohe Tian,Xiaoyang Du,Zhonghua Zhu,Mengran Li
出处
期刊:Small [Wiley]
标识
DOI:10.1002/smll.202411223
摘要

Abstract Efficient and reliable protonic ceramic fuel cells (PCFCs) necessitate the development of active and durable cathode materials to accelerate the sluggish oxygen reduction reaction (ORR). The most promising PCFC cathode candidates are perovskite‐type structured oxides with mixed oxygen ion, proton, and hole conductivity. However, mixed conductivity often requires materials with alkaline earth elements and the inclusion of these elements in the cathode structure leads to severe degradation in the presence of even small trace amounts of CO 2 in air. Herein, a new approach is presented to address this challenge by inducing selective in situ phase segregation to engineer the cathode surface and bulk separately. This selective phase segregation is achieved via targeted control of the size mismatch of cations in the perovskite‐type structure, enhancing charge transfer in the bulk while improving CO 2 resistance at the surface. By co‐incorporating smaller Li + and larger K + into the model BaCo 0.4 Fe 0.4 Zr 0.1 Y 0.1 O 3−δ cathode material, it is shown that Li + segregates to the surface, protecting it from CO 2 poisoning, while K + remains in the bulk and accelerates proton transport. Consequently, this in situ restructured cathode can boost the PCFC power output by 30% and improve its CO 2 tolerance fivefold in the presence of CO 2 at 600 °C.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
ning发布了新的文献求助20
刚刚
悦耳的祥发布了新的文献求助10
2秒前
hahhh7发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
最美的是月亮完成签到,获得积分20
3秒前
诸葛藏藏发布了新的文献求助30
3秒前
4秒前
天天快乐应助古风小生采纳,获得10
5秒前
日富一日的fighter完成签到,获得积分10
5秒前
edchai发布了新的文献求助10
6秒前
汉堡包应助firsty采纳,获得10
7秒前
天叶完成签到,获得积分20
8秒前
李爱国应助Hhhhhhu采纳,获得10
8秒前
123456完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
口腔溃杨发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
ning完成签到 ,获得积分20
12秒前
13秒前
我我我发布了新的文献求助10
14秒前
桃子发布了新的文献求助10
15秒前
11112321321发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
Akim应助体贴旭尧采纳,获得10
16秒前
小遇发布了新的文献求助10
16秒前
CipherSage应助着急的诗兰采纳,获得30
17秒前
17秒前
Owen应助榜一大哥的负担采纳,获得10
17秒前
vincen91完成签到,获得积分10
17秒前
小呆完成签到 ,获得积分10
19秒前
赘婿应助九星传人采纳,获得10
19秒前
含蓄问安发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
Hhhhhhu发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
21秒前
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pediatric Injectable Drugs 500
Instant Bonding Epoxy Technology 500
Methodology for the Human Sciences 500
ASHP Injectable Drug Information 2025 Edition 400
DEALKOXYLATION OF β-CYANOPROPIONALDEYHDE DIMETHYL ACETAL 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4373183
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3870273
关于积分的说明 12064335
捐赠科研通 3512890
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1927754
邀请新用户注册赠送积分活动 969624
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 868461