Design of Active Site at Heterointerface between Brownmillerite Type Oxide Promoter and Fluorite Cubic ZrO2 in Anode of Intermediate Temperature SOFCs
Design of Active Site at Heterointerface between Brownmillerite Type Oxide Promoter and Fluorite Cubic ZrO2 in Anode of Intermediate Temperature SOFCs
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中温SOFC阳极中褐针石型氧化物促进剂与萤石立方ZrO2异质界面活性位点设计
DOI：
10.1021/acsaem.9b00864
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发表时间：
2019
影响因子：
6.4
通讯作者：
Shigeharu Ito
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
中村祐輝;小林弘明;本間格;Shigeharu Ito
移动的氧的新跳跃位点（即，活性位）的第一性原理模拟。为了设计它，作者提出了一个brownmillerite型氧化物和萤石型立方氧化锆（“BF异质界面”）之间的异质界面作为模型活性位点。少量（0.2wt%）的镁矾型氧化物促进剂在YSZ上形成了新的跳跃位，显著提高了阳极性能和700 °C稳定性。XPS分析和表面原子模拟的结合工作表明，在BF异质界面上形成了Frenkel型缺陷团。此外，这一组合工作有助于推断为什么促进阳极反应的褐钙钛矿型氧化物的最佳含量为0.2wt%左右。最后，通过模型化、表面微观分析和制备相结合的方法设计的“BF异质界面”可以解决高阳极性能和长时间稳定性之间的平衡关系，从而发展出最先进的IT-SOFC。
New hopping site for mobile oxygen (i.e., active site) on cubic ZrO2surface in the anode was designed along the guide of previously published first-principles simulation. To design it, the authors proposed a heterointerface between brownmillerite type oxide and fluorite type cubic ZrO2(“BF heterointerface”) as model active site. Small amount (0.2 wt %) of brownmillerite type oxide promoter made new hopping site on YSZ and conspicuously improved both anode performance and its stability at 700 °C. The combination work of XPS analysis and surface atomistic simulation suggests the formation of Frenkel type defect clusters on BF heterointerface. Also, this combination work was useful to conclude why the optimum content of brownmillerite type oxide for promotion of anode reaction was around 0.2 wt %. Finally, it is found that “BF heterointerface” designed by combination of the modeling, surface microanalysis, and fabrication can solve the trade-off relation between high anode performance and its long-time stability for development of state-of-the-art IT-SOFC.
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DOI：
--
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
--
作者：
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通讯作者：
and Takashi Hibino
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通讯作者：
M. Koyama