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【文献导读】华南理工大学AFM：浸渍有效提升质子陶瓷燃料电池阴极的活性和稳定性
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最近读到华南理工大学陈宇团队在 Advanced Functional Materials 上关于 PCFC 阴极浸渍改性的工作。自己做质子陶瓷方向，对“一步浸渍多阳离子氧化物纳米催化剂”这条路线比较有感，整理成笔记方便虫友对照原文。数字均摘自原文推介，不是本帖实验数据。 【文献】 Gao, Hui, et al. Effective Promotion of the Activity and Stability of Cathodes for Protonic Ceramic Fuel Cells. Advanced Functional Materials (2024): 2401747. DOI: 10.1002/adfm.202401747 ———————— 一、背景与问题 ———————— PCFC 可把多种燃料转为电能，但阴极氧还原（ORR）在中低温往往偏慢，长期稳定性也直接决定能不能用。浸渍/渗透做表面改性，是相对常见、工艺门槛不算高的一类策略。 ———————— 二、思路与做法 ———————— 作者采用一步浸润，把多阳离子氧化物纳米催化剂 Pr0.2Ce0.2Ni0.2Co0.2Fe0.2Ox（PCNCFO）涂到 PrBaCo2O5+δ（PBC）阴极表面。结构表征显示：较低合成温度下 Ni/Co/Fe 可能以氧化物形式存在；PCNCFO–PBC 混合物中出现 BaCeO3 特征峰，提示催化剂与基体可能发生反应；SEM 上相对光滑的 PBC 表面被纳米颗粒覆盖，局部有融合/嵌入。结合 HR-TEM/EDS，推介认为工作温度下 Ce 可能与 PBC 反应生成 BaCeO3，其余元素则以氧化物留在表面。 ———————— 三、主要结果（原文数据） ———————— • 对称电池：600 °C 时面积比电阻约 0.18 Ω·cm²（推介表述为 0.18 Ω/cm2）； • 单电池：650 °C 峰值功率密度约 1.31 W/cm²； • 约 100 h 量级的 Rp 耐久对比及 650 °C、0.5 A/cm² 恒流稳定性测试（细节以原文图为准）。 推介将性能改善主要归因于：BaCeO3 相关活性相有助于质子传导，以及表面残留 PrOx、NiOx、CoOx、FeOx 等对 ORR 的催化作用。 ———————— 四、想跟虫友讨论的几点 ———————— 1. 浸渍后生成 BaCeO3 这类反应相，你们更把它当“有益界面相”还是需要严控的副反应？ 2. 多阳离子浸渍液的浓度/煅烧制度，有没有比较不容易团聚的经验窗口？ 3. 600 °C 附近 Rp 与单电池 PPD 同时报时，对称电池和单电池气氛/加湿是否一致，怎么避免误读？ 有原文的虫友欢迎补充纠错；本帖只做学术讨论，不贴站外导流。 |
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