降低固体氧化物燃料电池（SOFC）的工作温度（理想情况下低于400 °C）具有重要意义，可以降低运营成本和提高系统耐用性。然而，其面临的关键技术问题是较差的阴极性能，即传统的海绵状阴极的氧还原反应（ORR）速率随着温度的降低而急剧下降。

近日，美国爱达荷国家实验室Dong Ding，Wei Wu，新墨西哥州立大学Meng Zhou报道了采用3D结构工程，通过调节阴极质量和电荷转移来提高PrBa_0.5Sr_0.5Co_1.5Fe_0.5O_5+δ （PBSCF）阴极ORR性能。PBSCF 3DEC优化的孔隙率为52.1%，在全电池测试中实现了最佳性能。

文章要点

1）与采用传统丝网印刷海绵状−阴极的电池相比，0.410 W cm PBSCF-2电池在400 °C时的脉冲放电强度提高了41%。

2）研究人员结合相场模拟，研究了PCFC中的传质和电荷传递，确定了氧耗与孔隙率的变化趋势，为低温运行的电化学电池的超孔电极改性提供了指导。

研究结果表明，利用现有成熟阴极的结构工程，通过调节质量和电荷传递，是提高低温SOFC阴极ORR的一种简单有效的方法。

参考文献

Wenjuan Bian, et al, Regulation of Cathode Mass and Charge Transfer by Structural 3D Engineering for Protonic Ceramic Fuel Cell at 400 °C, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202102907

https://doi.org/10.1002/adfm.202102907