Mn离子掺杂Pr_(0.5)Ba_(0.5)Fe_(0.9)Mn_(0.1)O_(3-δ)钙钛矿SOEC阴极电解CO_(2)性能研究

作     者：唐江城 赵先兴 蔡润田 杨城昊 池波 TANG Jiangcheng;ZHAO Xianxing;CAI Runtian;YANG Chenghao;CHI Bo

作者机构：华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 新奥天然气股份有限公司河北廊坊065000 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2024年第38卷第8期

页      面：18-23页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFB1506304) 

主　　题：固体氧化物电解池 CO_(2)电解 钙钛矿材料 阴极催化剂 金属离子掺杂 

摘      要：固体氧化物电解池(SOEC)电解CO_(2)时其阴极是CO_(2)还原反应发生的场所,也是SOEC取得高性能的关键环节。研究了Mn离子掺杂的Pr_(0.5)Ba_(0.5)Fe_(0.9)Mn_(0.1)O_(3-δ)(PBFM)钙钛矿材料作为SOEC阴极电解纯CO_(2)的性能。结果表明在850℃、1.8 V的电解电压下基于PBFM阴极的SOEC电流密度可达1.7 A·cm^(-2),较使用未掺杂的Pr_(0.5)Ba_(0.5)FeO_(3-δ)(PBF)阴极提升了约30%;同时,电池的极化阻抗下降约60%,电化学性能增长主要来源于掺杂后氧空位浓度的增加。在800℃、1.3 V恒压的条件下70 h的长期测试中,PBFM电池没有表现出明显的衰减,且长期测试后的电极没有积碳现象。研究证明PBFM是一种有前景的电解CO_(2)SOEC阴极材料。