直接氨固态氧化物燃料电池（DA-SOFC）优于使用阴离子交换膜的低温直接氨燃料电池，因为在高温下阳极反应动力学得到了大大改善。然而，由于在操作条件下常规镍金属陶瓷阳极的严重烧结而导致的显着性能下降对于实现其实际使用是巨大的挑战。

有鉴于此，南京工业大学邵宗平教授和南京工业大学Wei Wang等人，针对DA-SOFC设计制造了一种基于La_0.55Sr_0.30TiO_3-δ（LST）钙钛矿衬底且其表面装饰有原位溶解和强耦合NiCo合金纳米颗粒（NP）的高性能阳极。

本文要点

1）首次报道了一种用于DA-SOFCs的新型阳极，该阳极由多孔SDC支架上渗透的NiCo合金纳米颗粒（NP）装饰的钙钛矿基质（La_0.55Sr_0.30TiO_3-δ，LST）组成，表现出优异的催化活性和耐久性。该阳极采用La_0.52Sr_0.28Ti_0.94Ni_0.03Co_0.03O_3−δ(LSTNC)钙钛矿作前驱体，通过化学诱导同时从钙钛矿晶格中析出Ni和Co形成NiCo合金NPs。

2）这种复合阳极由于具有丰富的活性位点和平衡的NH₃吸附和N₂解吸能力而在NH₃分解反应方面表现出优异的催化活性，并且由于NiCo合金NPs的强相互作用而抑制了燃料电池运行中的烧结，因此具有良好的长期催化稳定性。

3）在Sm_0.2Ce_0.8O_1.9骨架阳极上浸润NiCo/LST的电解液的单电池在NH₃燃料中在800°C时可提供361 mW cm^-2的最大功率密度，优于装饰有Ni或Co NP的LST阳极修饰的SOFC（161和98 mW cm^-2）。此外，具有这种新型阳极的SOFC表现出良好的运行稳定性，在700°C的条件下，约120小时的测试时间内性能没有明显下降，这归因于其高抗烧结能力。

总之，该工作为DA‐SOFCs的高活性、稳定性和抗烧结性的钙钛矿基纳米复合材料的设计制备提供了一种策略，有助于促进该技术的实际应用。

参考文献：

Yufei Song et al. Infiltrated NiCo Alloy Nanoparticle Decorated Perovskite Oxide: A Highly Active, Stable, and Antisintering Anode for Direct‐Ammonia Solid Oxide Fuel Cells. Small, 2020.

DOI: 10.1002/smll.202001859

https://doi.org/10.1002/smll.202001859