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作者:郑杰;胡素磊;李微雪;
单位:中国科学技术大学精准智能化学全国重点实验室,化学与材料科学学院,能源材料化学协同创新中心(iChEM);中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心;中国科学技术大学合肥国家实验室;
摘要:固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效和清洁的能源转换能力,在可再生能源领域备受关注。电极表面发生的Sr偏析现象往往被认为是造成性能衰退的主要原因,但新的研究表明少量的SrO沉积反而提高了性能,这意味着SrO对氧还原反应(ORR)活性的影响机制仍不明确。通过第一性原理计算,发现SrO/LSF/空气三相边界显著降低了氧空位形成能和ORR活化能,提升了电催化性能;并且通过模拟边界长度随沉积量变化,发现少量的SrO沉积导致了大量SrO/LSF/空气三相活性边界的形成,但过量SrO沉积则覆盖活性边界,抑制ORR活性,揭示了SrO/LSF/空气三相边界对SOFC阴极ORR活性的促进机制,为优化电极设计提供了理论依据。
关键词:固体氧化物燃料电池;;氧空位;;氧还原反应;;第一性原理计算;;三相边界
基金资助:国家自然科学基金项目(22173058;22221003;22372153);; 国家重点研发项目(2021YFB3502000);; 中国科学院青年创新促进会项目;; 中组部国家青年拔尖人才支持计划项目;; 量子科学与技术创新计划项目(2021ZD0303302);; 中央高校基本科研业务项目(20720220009;WK9990000121);; 中国科学技术大学双一流研究基金项目