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香港理工倪萌教授JACS:用于质子陶瓷燃料电池的新型纳米复合功能材料

日期:2022-09-05    来源:能源前沿

国际氢能网

2022
09/05
11:32
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关键词: 陶瓷燃料电池 电化学 电子电导率

质子陶瓷燃料电池 (PCFC) 阴极材料中的三重离子和电子电导率 (TIEC) 是增强电化学氧还原反应的活性反应位点空间扩展的理想特性。然而,在单相材料中实现最佳 TIEC 具有挑战性。促进 PCFC 正极中 TIEC 优化的一条简便途径是多相正极材料的战略发展。

香港理工大学倪萌教授课题组通过自组装工程设计了一种成分为 Ba(CeCo)0.4(FeZr)0.1O3-δ (BCCFZ) 的立方菱面体 TIEC 纳米复合材料。该材料由混合的离子和电子导电相 BaCo1-(x+y+z)CexFeyZrzO3-δ (M-BCCFZ) 和主要的质子导电相 BaCe1-(x+y+z)CoxZryFezO3-δ (H-BCCZF)。主要的富铈 H-BCCFZ 相增强了材料的氧空位浓度和质子缺陷的形成和传输,质子化焓低为 -30 ± 9 kJ mol-1。在 2.5% H2O-空气中,温度为 650 °C ,BCCFZ 对称电池的面积比电阻为 0.089 Ω cm2。基于 BCCFZ 阴极的阳极支撑单电池的峰值功率密度在 650 °C 时达到 1054 mW cm-2,在 550 °C 下具有良好的运行稳定性,跨越 500 小时以上。这些促进了 BCCFZ 作为适合 PCFC 商业化的阴极材料。

文献链接:Bello, I. T., Yu, N., Song, Y., Wang, J., Chan, T.-S., Zhao, S., Li, Z., Dai, Y., Yu, J., Ni, M., Electrokinetic Insights into the Triple Ionic and Electronic Conductivity of a Novel Nanocomposite Functional Material for Protonic Ceramic Fuel Cells. Small 2022, 2203207. https://doi.org/10.1002/smll.202203207

【作者简介】

倪萌教授,香港理工大学建设及环境学院副院长。倪萌教授获得了航空发动机工程学士学位(2000年)和硕士学位(2003年)。2007年获得香港大学(HKU)机械工程博士学位。随后,倪教授在香港大学担任博士后研究员2年,之后于2009年7月加入香港理工大学担任助理教授。倪教授是2016年7月晋升为副教授、正教授、副主任(研究)。2021年7月被任命为建设与环境学院副院长。倪教授于2017年在德国于利希研究中心进行合作研究,作为洪堡研究员。

倪萌教授的研究兴趣包括燃料电池、可充电金属空气电池、电化学水分解和低品位余热利用的电化学系统。倪教授担任Science、Nature Communications、Joule、Advanced Materials等80余种学术期刊的审稿人。2015-2017年担任Science Bulletin副主编。目前,他是可持续能源技术和评估 (Elsevier) 和 e-Prime (Elsevier) 的高级编辑,以及 International Journal of Green Energy (Taylor & Francis) 和 International Journal of Energy Research (Wiley) 的副主编。


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