硫掺杂SrCoO3钙钛矿电催化剂的活性和稳定性研究文献综述

 2022-11-13 14:43:34

文 献 综 述

硫掺杂对SrCoO3钙钛矿电催化性能的影响

摘要:钙钛矿具有催化活性高、耐氧化、碱性溶液中稳定、导电性高等优点,被用来替代贵金属催化剂,解决限制金属空气电池规模生产和应用的问题。但是钙钛矿催化剂自身的电导性较差,且通过常规的合成方法得到的材料比表面积较小,这两方面限制了钙钛矿催化剂的应用。当氧化物中 A 位或 B 位离子被其他金属离子部分或者全部取代时,常出现阳离子空位和 O 阴离子空位,晶体的结构虽然不会随着 A、B 位的取代发生本质性的变化,但性能却得到了较大的改变。所以本文采用固相法以SrCO2、Co3O4和(NH4)2SO4为原料通过固相法制备含非金属元素S不同掺杂量的SrCo1‑XSXO3‑delta; (X = 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1),研究其作为固体氧化物燃料电池阴极催化材料的活性和稳定性,即不同非金属元素S的掺杂量对SrCoO3钙钛矿电催化性能的影响。

关键词:钙钛矿氧化、电催化性能、掺杂、ORR、OER、

1 新型绿色化学电源

1.1 燃料电池

燃料电池是一种不经燃烧直接以电化学反应方式高效率地将燃料的化学能转换成电能的装置[3]。这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及燃烧,因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制,其能量转换效率高达60-80%,实际使用效率则是普通内燃机的2-3倍,相比于传统的内燃机等引擎,燃抖电池具有能量转化率高、环境友好、噪音低、运行可靠等优势[4-6]。燃料电池一般由阳极、阴极、电解质(很多燃料电池结构中还包括离子交换膜)等部分组成。如图1.1 所示为燃料电池结构简图。燃料电池有很多种,分类方式也不尽相同,通常情况下按照电解质的不同将燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)以及固体氧化物燃料电池(SOFC)[1-2]

图1.1 燃料电池

1.1.1 固体氧化物燃料电池 (SOFC)

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