鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:431次 | 2022年09月14日
韓科院研發(fā)一項(xiàng)新技術(shù)提升固體氧化物燃料動力鋰電池的穩(wěn)定性
據(jù)外媒報(bào)道,韓國科學(xué)技術(shù)院(簡稱韓科院)研究人員在英國皇家化學(xué)院的學(xué)術(shù)期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》上發(fā)表了一篇研究論文。在該論文中,韓科院的研究人員描述了一項(xiàng)新技術(shù),通過在氧化物中摻雜少量的金屬質(zhì)材料,可提升固體氧化物燃料動力鋰電池(SOFC)電極材料的化學(xué)穩(wěn)定性。
決定固體氧化物燃料動力鋰電池性能的核心要素是陰極,陰極為氧化劑還原的場所。通常,固體氧化物燃料動力鋰電池的陰極中使用的是鈣鈦礦型氧化物(ABO3)。盡管鈣鈦礦型氧化物在最初的工作過程中具有高性能,但隨著時(shí)間推移,性能會下降,限制了其長期使用。尤其是陰極工作所需的高溫氧化狀態(tài)導(dǎo)致出現(xiàn)表面偏析現(xiàn)象(surfacesegregationphenomenon),第二相(secondphases),比如氧化鍶在鈣鈦礦型氧化物表面積聚,從而導(dǎo)致其性能下降。
韓科院材料科學(xué)與工程部門的WooChulJung教授組織了一個(gè)研究團(tuán)隊(duì),該團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算化學(xué)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)觀察到鈣鈦礦電極晶格(perovskiteelectrodelattice)的鍶原子周圍呈局部壓縮狀態(tài),削弱了Sr-O的粘結(jié)強(qiáng)度,促使了鍶表面偏析。因而,該團(tuán)隊(duì)確認(rèn)鈣鈦礦型氧化物的應(yīng)變分布(straindistribution)變化是導(dǎo)致鍶表面偏析的重要原因。
基于上述發(fā)現(xiàn),該團(tuán)隊(duì)在氧化物中摻雜了不同尺寸的金屬質(zhì)材料,控制陰極材料中的晶格應(yīng)變范圍,并有效的抑制了鍶表面偏析。
Jung教授表示:“該技術(shù)只需在材料合成期間添加少量的金屬原子,無需任何額外的程序。我希望未來在研發(fā)高耐性的鈣鈦礦型氧化物電極時(shí)該技術(shù)能派上用場。”