质子陶瓷电化学电池(PCEC)可用于发电和可持续的氢气生产。降低PCEC的操作温度可以促进其规模化和商业化。然而,在低操作温度下实现高能效和长期耐用性仍极具挑战性。在这里,堪萨斯州立大学Chuancheng Duan将质子陶瓷电化学电池的工作温度降低到<450 °C。
本文要点:
1) 作者报道了一种简单且可扩展的方法来制造超薄、化学均匀且稳定的质子传导电解质,并展示了原位形成的复合正极Ba0.62Sr0.38CoO3-δ–Pr1.44Ba0.11Sr0.45Co1.32Fe0.68O6-δ,它显著降低了欧姆电阻,正极-电解质接触电阻和电极极化电阻。
2) PCEC在燃料电池模式下具有高功率密度( 450°C时为~0.75 W cm−2 和275°C时为~0.10 W cm−2 )和蒸汽电解模式下的高电流密度(1.4 V和450 °C时为−1.28 A cm−2)。在600 °C时,PCEC可实现2 W cm−2的功率密度。此外,作者还证明了甲烷和氨在<450 °C时可直接用于发电。
Fan Liu et.al Lowering the operating temperature of protonic ceramic electrochemical cells to <450 °C Nature Energy 2023
DOI: 10.1038/s41560-023-01350-4
https://doi.org/10.1038/s41560-023-01350-4