LiNiFe-based layered structure oxide and composite for advanced single layer fuel cells
LiNiFe-based layered structure oxide and composite for advanced single layer fuel cells
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用于先进单层燃料电池的LiNiFe基层状结构氧化物和复合材料
DOI：
10.1016/j.jpowsour.2016.03.056
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发表时间：
2016-06
影响因子：
9.2
通讯作者：
Janjua Naveed K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhu Bin;Fan Liangdong;Deng Hui;He Yunjune;Afzal Muhammad;Dong Wenjing;Yaqub Azra;Janjua Naveed K.
研究了一种用于先进单层燃料电池（SLFC）的层状结构金属氧化物LiNi0.1Fe0.90O2−δ（LNF）。温度相关的阻抗曲线和浓度电池（氢气浓度，氧气浓度，和H2/空气气氛）测试证明LNF是一个本质上的电子导体在空气中，而混合的电子和质子导体在H2/空气环境中。由纯LNF材料构建的SLFC由于高固有电子传导而表现出显著的短路，这反映在低器件OCV和功率输出（500 °C时为175 mW cm− 2）上。通过将LNF与离子传导材料（例如，钐掺杂氧化铈（SDC），以平衡电子和离子电导率;两者均达到0.1 S cm− 1水平。这种SLFC提供了优于传统3层（阳极、电解质和阴极）FC的超级性能和简单性，表明了强大的科学和商业影响。
A layered structure metal oxide, LiNi0.1Fe0.90O2−δ(LNF), is explored for the advanced single layer fuel cells (SLFCs). The temperature dependent impedance profiles and concentration cells (hydrogen concentration, oxygen concentration, and H2/air atmospheres) tests prove LNF to be an intrinsically electronic conductor in air while mixed electronic and proton conductor in H2/air environment. SLFCs constructed by pure LNF materials show significant short circuiting reflected by a low device OCV and power output (175 mW cm−2at 500 °C) due to high intrinsic electronic conduction. The power output is improved up to 640 and 760 mW cm−2, respectively at 500 and 550 °C by compositing LNF with ion conducting material,e.g., samarium doped ceria (SDC), to balance the electronic and ionic conductivity; both reached at 0.1 S cm−1level. Such an SLFC gives super-performance and simplicity over the conventional 3-layer (anode, electrolyte and cathode) FCs, suggesting strong scientific and commercial impacts.
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