开发具有高电催化活性和水合能力的氧催化剂对于提高电化学储能和转换装置（如可逆燃料电池/电解电池）的性能至关重要，因为氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）动力学经常限制这些电池的性能。近日，世宗大学Jun-Young Park、仁荷大学Minseok Choi、全南大学Sun-Ju Song通过出溶进一步提高TCO电催化剂的性能。

本文要点：

1) 作者通过将具有高碱度的单价碱金属掺杂到BaCo_0.4Fe_0.4Zr_0.18Y_0.02O_3-δ中来证明这种方法，它能够使钡氧化物在潮湿的空气条件下出溶。该策略涉及水介导的出溶与高碱度元素的掺杂，其主要目标是促进TCO内的高质子摄取和传导途径，以提高ORR/OER活性。研究证实，与其他钙钛矿相比，BaO_x溶出的K_0.05Ba_0.95Co_0.4Fe_0.4Zr_0.18Y_0.02O_3-δ（KBCFZY）对ORR和OER都具有更高的活性和稳定性，致使燃料电池（FC）具有高达1.65 W cm⁻²的峰值功率密度，并且在650°C下的电解（EC）池具有高达6.5 A cm⁻²的峰值功率密度。

2) 密度泛函理论计算表明，碱金属掺杂不仅引发催化活性氧化钡纳米颗粒的出溶，还降低了本体氧空位的形成能，从而降低了质子通过BCFZY结构迁移的势垒，进而增加了活性和性能。

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Kwangho Park et.al Water-mediated exsolution of nanoparticles in alkali metal-doped perovskite structured triple-conducting oxygen electrocatalysts for reversible cells EES 2024

DOI: 10.1039/D3EE03510G

https://doi.org/10.1039/D3EE03510G