Joule：阳极表面析出合金提高燃料电池性能！

纳米人 · 公众号 · · 2018-06-21 07:51

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TOC: 在Sr _0.95 (Ti _0.3 Fe _0.63 Ni _0.07 )O ₃ -δ阳极材料上溶离出的Ni-Fe合金纳米颗粒可促进氢的解离吸附，相对于目前的镍基陶瓷阳极材料，在低氢分压和低操作温度下仍然具有较低的阳极极化电阻和较高的燃料电池性能。

图1. 形貌分析：(a）低倍率和 (b）高倍率的未还原的STFN阳极；(c）电池测试后的STFN阳极；(d）电池测试后的STF阳极SEM图像。

SEM表征结果：STFN阳极层厚度约为10微米，孔结构约为2-3微米。由于Ni较Fe更容易析出，电池测试之后的STFN阳极有明显的纳米颗粒析出。

图2. （a）STFN 和STF的TG和（b）STFN的XRD表征结果。

TG和XRD表征结果：在850 ℃，氧分压从 2 ×10 ^-4 atm转换到 5.9 ×10 ^-20 atm条件下，STF较为稳定，而STFN的质量在整个还原过程中持续降低。这是STFN中Ni的析出所致，而析出的Ni较STFN所含的Ni更多表明了STFN材料表面析出的纳米颗粒是Ni-Fe合金；STFN的XRD分析结果表明还原前的STFN是立方钙钛矿结构，还原后的XRD主峰向右偏移，并有Ni-Fe合金的衍射峰被检测出来。

图3. (a)溶离出Ni-Fe纳米颗粒的STFN阳极表面;(b)溶出Ni-Fi后的钙钛矿材料的HRTEM图像；（c）最初的纳米颗粒和（d）钙钛矿材料界面的HRTEM图像。