In-situ growth of Ru/RuO2 nanoparticles decorated (La0.6Sr1.4)0.95Mn0.9Ru0.1O4 as a potential electrode for symmetrical solid oxide fuel cells
In-situ growth of Ru/RuO2 nanoparticles decorated (La0.6Sr1.4)0.95Mn0.9Ru0.1O4 as a potential electrode for symmetrical solid oxide fuel cells
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原位生长 Ru/RuO2 纳米颗粒装饰 (La0.6Sr1.4)0.95Mn0.9Ru0.1O4 作为对称固体氧化物燃料电池的潜在电极
DOI：
10.1016/j.renene.2022.03.022
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发表时间：
2022-03
期刊：
影响因子：
8.7
通讯作者：
Kai Wu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Junkai Wang;Jiaming Yang;Lei Fu;Zheng Zong;Jun Zhou;Kai Wu
采用Ru/ ruo2纳米粒子修饰的a位缺陷（La 0.6 Sr 1.4） 0.95 Mn 0.9 Ru 0.1 o4 (lsmruo4) k2 NiF - 4型氧化物作为对称固体氧化物燃料电池（SSOFCs）的电位电极，在氢氧化反应（HOR）和氧还原反应（ORR）中均表现出增强的电化学活性。Ru纳米颗粒通过原位溶出引入，均匀分布在作为燃料电极的lsmruo4表面。金属钌纳米粒子在氧电极条件下进一步暴露后转化为二氧化钌纳米粒子。经Ru纳米粒子修饰的lsmruo4在750℃下，在5% h2 / n2条件下，电导率最高为10.07 S cm−1，极化电阻最低为0.28 Ω cm 2。此外，在空气中750℃时，经过纳米ruo2修饰的lsmruo4的电导率最高，为55.23 S cm−1，极化电阻最低，为0.12 Ω cm−2。当燃料电极为Ru纳米粒子，氧电极为ruo_2纳米粒子时，lsmruo4 -SSZ|SSZ| lsmruo4 -SSZ （sc2o3稳定zro2）单电池在750℃时输出功率最高，为711 mW cm - 2。这些结果表明，Ru/ ruo2纳米颗粒修饰lsmruo4可以作为ssofc的良好电极。
The A-site deficient (La 0.6 Sr 1.4 ) 0.95 Mn 0.9 Ru 0.1 O 4 (LSMRuO 4 ) K 2 NiF 4 -type oxide is developed as a potential electrode for symmetrical solid oxide fuel cells (SSOFCs) with Ru/RuO 2 nanoparticles decorating, which exhibits enhanced electrochemical activity for both hydrogen oxidation reaction (HOR) and oxygen reduction reaction (ORR). The Ru nanoparticles are introduced via in-situ exsolution and distribute uniformly on the surface of LSMRuO 4 as fuel electrode. And the metallic Ru nanoparticles were converted into RuO 2 nanoparticles after exposing furtherly to the conditions encountered at oxygen electrode. Decorated by Ru nanoparticles, the highest electrical conductivity of 10.07 S cm −1 and lowest polarization resistance of 0.28 Ω cm 2 are obtained for LSMRuO 4 in 5% H 2 /N 2 at 750 °C. Additionally, modified by RuO 2 nanoparticles, LSMRuO 4 also exhibits the highest electrical conductivity of 55.23 S cm −1 and lowest polarization resistance of 0.12 Ω cm 2 at 750 °C in air. With Ru nanoparticles at fuel electrode and RuO 2 nanoparticles at oxygen electrode simultaneously, the LSMRuO 4 -SSZ|SSZ|LSMRuO 4 -SSZ (Sc 2 O 3 stabilized ZrO 2 ) single cell demonstrates the highest power output of 711 mW cm −2 at 750 °C using pure H 2 as fuel. All these results indicate that Ru/RuO 2 nanoparticles decorated LSMRuO 4 can be a favorable electrode for SSOFCs.
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M. V. Sandoval;C. Pirovano;E. Capoen;Romain Jooris;F. Porcher;P. Roussel;G. Gauthier
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K. Choi;P. Lemmens;D. Heydhausen;G. Güntherodt;C. Baumann;R. Klingeler;P. Reutler;B. Büchner
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