基于现有的燃料分配基础设施，天然气是用于固体氧化物燃料电池（SOFCs）最具吸引力的燃料之一。不幸的是，天然气通常含有少量的含硫化合物，这可能会由于Ni基阳极的硫中毒而导致燃料电池性能下降。迄今为止，人们关于硫对阳极的失活机理仍然知之甚少，这无疑给缓解这一问题带来了极大的挑战。
基于此，佐治亚理工学院刘美林教授，台湾阳明交通大学YongMan Choi报道了利用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了硫对Ni基SOFC阳极Ni-YSZ的不利影响，同时进行了电化学表征，对硫中毒的机理提供了重要的见解。
文章要点
1）虽然Ni-YSZ阳极对甲烷水蒸气重整反应具有良好的催化活性，但在700 °C下，H2S浓度低至0.5 ppm时，其性能也会急剧下降。结果表明，碳燃料水蒸气重整活性中心（即Ni表面）的活性因S在Ni-YSZ阳极上或附近的积累而失活。事实上，未被硫污染的表面对甲烷裂解、水蒸气重整和随后的电化学氧化具有极高的活性。
2）应用分离在薄二氧化硅外壳中的纳米银等离激元核（Ag@SiO2）显著放大了分析物的拉曼信号，从而成功地识别了关键反应中间体（例如，CO*，S−S），进而在实际操作条件下解锁了先前无法接触到的表面科学。此外，所展示的SERS分析平台也可应用于其他化学和能量转换电极或催化剂材料的机理研究。
参考文献
Jun Hyuk Kim, et al, Understanding the Impact of Sulfur Poisoning on the Methane-Reforming Activity of a Solid Oxide Fuel Cell Anode, ACS Catal.2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c02470
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02470
