Mn离子掺杂Pr0.5Ba0.5Fe0.9Mn0.1O3δ钙钛矿SOEC阴极电解CO2性能研究

文档名：Mn离子掺杂Pr0.5Ba0.5Fe0.9Mn0.1O3δ钙钛矿SOEC阴极电解CO2性能研究
摘要：固体氧化物电解池(SOEC)电解CO2时其阴极是CO2还原反应发生的场所,也是SOEC取得高性能的关键环节.研究了Mn离子掺杂的Pr0.5Ba0.5Fe0.9Mn0.1O3-δ(PBFM)钙钛矿材料作为SOEC阴极电解纯CO2的性能.结果表明,在850℃、1.8V的电解电压下,基于PBFM阴极的SOEC电流密度可达1.7A.cm-2,较使用未掺杂的Pr0.5Ba0.5FeO3-δ(PBF)阴极提升了约30％;同时,电池的极化阻抗下降约60％,电化学性能增长主要来源于掺杂后氧空位浓度的增加.在800℃、1.3V恒压的条件下70h的长期测试中,PBFM电池没有表现出明显的衰减,且长期测试后的电极没有积碳现象.研究证明PBFM是一种有前景的电解CO2SOEC阴极材料.

Abstract：CathodeisthesitewheretheCO2reductionreactionoccursinsolidoxideelectrolysiscell(SOEC)forCO2electrolysis,anditisalsothekeycomponentforSOECtoachievehighperformance.TheelectrochemicalperformanceofPr0.5Ba0.5Fe0.9Mn0.1O3-δ(PBFM)perovskiteasSOECcathodecatalysttoconvertCO2toCOwasstudied.TheresultshowsthatthecellbasedonPBFMcathodeshowsahighercurrentdensityof1.7A.cm-2atapplied1.8Vvoltageand850℃.Thereisanapproximately30％performanceimprovementcomparedtotheSOECbasedonPBFcathode.Meanwhile,thepolarizationimpedancehasalsodecreasedbyabout60％.Theincreasedcurrentdensityoriginatesfromtheim-provedoxygenvacancy.Furthermore,thecellwiththisactivecatalystexhibitsastableCO2electrolysisperformancefor70hoperationatastablevoltageof1.3Vat800℃,andnocarbondepositionisdetectedafterthelong-termtest.TheresearchsuggeststhatPBFMcanbeatalentedcandidateasSOECcathodeforCO2electrolysis.

作者：唐江城   赵先兴   蔡润田   杨城昊   池波 Author：TANGJiangcheng   ZHAOXianxing   CAIRuntian   YANGChenghao   CHIBo
作者单位：华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074新奥天然气股份有限公司,河北廊坊065000
刊名：材料导报 ISTICEIPKU
Journal：MaterialsReports
年，卷(期)：2024, 38(8)
分类号：TQ151
关键词：固体氧化物电解池  CO2电解  钙钛矿材料  阴极催化剂  金属离子掺杂  
Keywords：solidoxideelectrolysiscells  CO2electrolysis  perovskitematerial  cathodecatalyst  metaliondoping  
机标分类号：TM911.4TM242TQ116.2
在线出版日期：2024年6月17日
基金项目：Mn离子掺杂Pr0.5Ba0.5Fe0.9Mn0.1O3-δ钙钛矿SOEC阴极电解CO2性能研究[
期刊论文]  材料导报--2024, 38(8)唐江城  赵先兴  蔡润田  杨城昊  池波固体氧化物电解池(SOEC)电解CO2时其阴极是CO2还原反应发生的场所,也是SOEC取得高性能的关键环节.研究了Mn离子掺杂的Pr0.5Ba0.5Fe0.9Mn0.1O3-δ(PBFM)钙钛矿材料作为SOEC阴极电解纯CO2的性能.结果表明,在850℃、1.8V的电...参考文献和引证文献
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2024-12-14 14:31 上传 Mn离子掺杂Pr0.5Ba0.5Fe0.9Mn0.1O3δ钙钛矿SOEC阴极电解CO2性能研究.pdf

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