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负载纳米颗粒的阴极提高了氧还原活性和固体氧化物燃料电池性能。

Enhanced oxygen reduction activity and solid oxide fuel cell performance with a nanoparticles-loaded cathode.

机构信息

Division of Fuel Cells, Dalian National Laboratory for Clean Energy, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences , Dalian 116023, China.

出版信息

Nano Lett. 2015 Mar 11;15(3):1703-9. doi: 10.1021/nl5043566. Epub 2015 Feb 18.

DOI:10.1021/nl5043566
PMID:25686380
Abstract

Reluctant oxygen-reduction-reaction (ORR) activity has been a long-standing challenge limiting cell performance for solid oxide fuel cells (SOFCs) in both centralized and distributed power applications. We report here that this challenge has been tackled with coloading of (La,Sr)MnO3 (LSM) and Y2O3 stabilized zirconia (YSZ) nanoparticles within a porous YSZ framework. This design dramatically improves ORR activity, enhances fuel cell output (200-300% power improvement), and enables superior stability (no observed degradation within 500 h of operation) from 600 to 800 °C. The improved performance is attributed to the intimate contacts between nanoparticulate YSZ and LSM particles in the three-phase boundaries in the cathode.

摘要

对于集中式和分布式电力应用中的固体氧化物燃料电池 (SOFC),其氧还原反应 (ORR) 活性欠佳一直是限制电池性能的一个长期挑战。我们在此报告,通过在多孔氧化钇稳定氧化锆 (YSZ) 骨架内共负载 (La,Sr)MnO3 (LSM) 和氧化钇稳定氧化锆 (YSZ) 纳米颗粒,攻克了这一挑战。这种设计极大地提高了 ORR 活性,增强了燃料电池的输出(功率提高 200-300%),并实现了从 600 到 800°C 的优异稳定性(在 500 小时的运行中未观察到降解)。性能的改善归因于在阴极的三相界处纳米 YSZ 和 LSM 颗粒之间的紧密接触。

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