由于缺乏在操作条件下暴露于高浓度蒸汽中的高活性和耐用空气电极，可逆质子陶瓷电化学电池（R-PCEC）的商业化受到严重阻碍。

近日，佐治亚理工学院刘美林教授，电子科技大学Weiqiang Lv不说了采用浸渍法制备了一种新型多相（MP）催化剂涂层，该涂层由共形Pr_1−xBa_xCoO_3−δ（PBC）薄膜和原位析出的BCO纳米粒子组成，用于R-PCEC的镧锶钴铁氧体（LSCF）空气电极。

文章要点

1）MP催化剂涂层显著提高了LSCF空气电极在高浓度水中的催化活性和稳定性。催化剂包覆的LSCF空气电极在600 ℃下的最小极化电阻为0.043 Ω cm²，仅为裸LSCF在相同条件下的1/25。在600 ℃、30 vol% H₂O条件下，该催化剂涂层使LSCF空气电极的降解率降低了两个量级，即从1.0 × 10⁻²降低到1.8 × 10⁻⁴ Ω cm² h⁻¹。

2）MP催化剂涂层的LSCF空气电极进一步应用于具有BaZr_0.1Ce_0.7Y_0.1Yb_0.1O_3−δ (BZCYYb)电解质的R-PCEC，表现出优越的性能。此外，研究人员通过密度泛函理论(DFT)研究了解了MP催化剂包覆LSCF电极的ORR/OER动力学和稳定性。LSCF空气电极性能的显著提高主要归因于催化剂的高表面氧交换率、快速的表面质子扩散和快速的H₂O和O₂解离。

参考文献

Yinghua Niu, et al, Highly Active and Durable Air Electrodes for Reversible Protonic Ceramic Electrochemical Cells Enabled by an Efficient Bifunctional Catalyst, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103783

https://doi.org/10.1002/aenm.202103783