韩科院研发一项新技术 提升固体氧化物燃料电池的稳定性

据外媒报道，韩国科学技术院（简称韩科院）研究人员在英国皇家化学院的学术期刊《能源与环境科学》上发表了一篇研究论文。在该论文中，韩科院的研究人员描述了一项新技术，通过在氧化物中掺杂少量的金属质材料，可提升固体氧化物燃料电池（SOFC）电极材料的化学稳定性。

决定固体氧化物燃料电池性能的核心要素是阴极，阴极为氧化剂还原的场所。通常，固体氧化物燃料电池的阴极中使用的是钙钛矿型氧化物（ABO3）。尽管钙钛矿型氧化物在最初的工作过程中具有高性能，但随着时间推移，性能会下降，限制了其长期使用。尤其是阴极工作所需的高温氧化状态导致产生表面偏析现象（surface segregation phenomenon），第二相（second phases），比如氧化锶在钙钛矿型氧化物表面积聚，从而导致电极的性能下降。

韩科院材料科学与工程部门的WooChul Jung教授组织了一个研究团队，该团队使用计算化学和实验数据观察到钙钛矿电极晶格（perovskite electrode lattice）的锶原子周围呈局部压缩状态，削弱了Sr-O的粘结强度，促使了锶表面偏析。因而，该团队确认钙钛矿型氧化物的应变分布（strain distribution）变化是导致锶表面偏析的主要原因。

基于上述发现，该团队在氧化物中掺杂了不同尺寸的金属质材料，控制阴极材料中的晶格应变范围，并有效的抑制了锶表面偏析。

Jung教授表示：“该技术只需在材料合成期间添加少量的金属原子，无需任何额外的程序。我希望未来在研发高耐性的钙钛矿型氧化物电极时能派上用场。”