High-performance proton-conducting solid oxide fuel cells using the first-generation Sr-doped LaMnO3 cathode tailored with Zn ions

High-performance proton-conducting solid oxide fuel cells using the first-generation Sr-doped LaMnO3 cathode tailored with Zn ions
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DOI：
10.1007/s40843-021-1821-4
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发表时间：
2021-11
期刊：
Science China Materials
影响因子：
--
通讯作者：
Shuai Wu;Xi Xu;Xiao-Ming Li;L. Bi
Shuai Wu;Xi Xu;Xiao-Ming Li;L. Bi
中科院分区：
其他
文献类型：
--
作者：
Shuai Wu;Xi Xu;Xiao-Ming Li;L. Bi

文献摘要

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Sr掺杂的LaMnO3(LSM)是固体氧化物燃料电池(SOFC)的第一 代阴极. 为了提高其质子化能力从而应用于质子导体SOFC(H-SOFC), 本研究成功合成了Zn和Sr共掺杂的LaMnO3材料(LSMZ), 即通过Zn离 子调节LSM的性能. 第一性原理研究表明, LSMZ提高了材料的质子化 能力, 而且降低了材料中氧空位的形成能, 使LSMZ在电池应用中展现 出较高的性能, 是文献报道同类阴极在H-SOFC中的最大值. 此外, 良好 的燃料电池性能并没有影响材料的稳定性. 原位CO2腐蚀测试和第一性 原理计算表明LSMZ材料对于CO2具有高稳定性, 使LSMZ电池在工作 状态下具有较好的长期稳定性. Zn掺杂策略将传统LSM阴极的高稳定 性与高性能相结合, 将LSM阴极带回到中温工作区间.