対称的で可逆的な固体酸化物細胞の電極材料としてのni-置換sr2femoo6-δ

この作業は、燃料電極と酸素電極として可逆的固体酸化物細胞（RSOC）として同時に、新規ペロブスカイトSR2FENI0.35MO0.65O6-Δ（SFN0.35M）を同時に開発します。SFN0.35Mは、水素酸化、水素進化、酸素還元、酸素進化のための優れた電気触媒活性を示しています。SFN0.35MのFe-Ni合金ナノ粒子の存在と溶解が明らかになりました。還元雰囲気では、SFN0.35MはFe-Ni合金ナノ粒子のその場での存在を示し、その後、Fe-Ni合金を酸化雰囲気に変換しながらSFN0.35mに再酸化されます。SFN0.35M電極の偏光抵抗は、850°CでH2で20％O2-N2で0.043Ωcm2、H2で0.064Ωcm2です。さらに、SFN0.35M電極を使用した対称燃料電池は、H2燃料で850°Cで0.501 W cm-2の最大出力密度を達成しますが、対称電解細胞の電気分解電流密度は0.794 A CM-2で、1.29 VでCM-2です。850°Cで90％H2O-10％H2。燃料電池モードで0.5 A cm-2で、電極細胞モードで-0.5 A cm-2での対称細胞の細胞電圧が10電極交互のサイクルで完全に回復できることを実証するのは初めてです。SFN0.35Mが、電極交互の機能を備えた完全な対称RSOCスタックで使用できる可能性。

This work develops a novel perovskite Sr2FeNi0.35Mo0.65O6-δ (SFN0.35M) simultaneously using as a fuel electrode and oxygen electrode in a reversible solid oxide cell (RSOC). SFN0.35M shows outstanding electrocatalytic activity for hydrogen oxidation, hydrogen evolution, oxygen reduction, and oxygen evolution. In situ exsolution and dissolution of Fe-Ni alloy nanoparticles in SFN0.35M is revealed. In a reducing atmosphere, SFN0.35M shows in situ exsolution of Fe-Ni alloy nanoparticles, and then the Fe-Ni alloy is reoxidized into SFN0.35M while converting into an oxidizing atmosphere. The polarization resistances of SFN0.35M electrode are 0.043 Ω cm2 in 20% O2-N2 and 0.064 Ω cm2 in H2 at 850 °C. Moreover, symmetric fuel cells using the SFN0.35M electrode achieves a maximum power density of 0.501 W cm-2 at 850 °C in H2 fuel, while the symmetric electrolysis cell has an electrolysis current density of 0.794 A cm-2 at 1.29 V in 90% H2O-10% H2 at 850 °C. It is the first time we demonstrate that the cell voltage of symmetrical cell at 0.5 A cm-2 in the fuel cell mode and -0.5 A cm-2 in the electrolysis cell mode can be fully recovered in 10 electrode alternating cycles and therefore demonstrate the possibility that SFN0.35M can be used in a fully symmetric RSOC stack with electrode alternating functions.