2021 JAC 精选：可逆固体氧化物电池La2NiO4 δ-Ce0.55La0.45O2-δ双功能...

---

可逆固体氧化物电池 (reversible solid oxide cells, RSOCs) 是一种全固态电化学能量转换装置，可以在固体氧化物燃料电池 (SOFC模式) 和固体氧化物电解池 (SOEC模式) 下进行可逆运行，实现化学能与电能的高效可逆转换。RSOCs在SOFC和SOEC两种模式下循环可逆运行对氧电极材料的电化学性能和稳定性提出了更高要求，亟需开发兼具氧还原和氧析出催化活性的高效双功能氧电极催化剂。

近日，景德镇陶瓷大学汪长安教授、谢志鹏教授团队采用简单机械混合的方式制备了La2NiO4+δ-Ce0.55La0.45O2-δ (LNO-LDC) 复合氧电极材料。研究发现，复合材料分别在900、1000和1100℃煅烧10 h后其XRD图谱未发现明显的峰移和杂峰，证实了LNO与LDC之间较好的化学相容性。复合氧电极的极化阻抗随着复合材料中LDC含量的增加呈现出先减小后增大的趋势，复合氧电极中LDC质量比为30% (LNO-30LDC) 时表现出最佳的电化学性能。复合氧电极电化学性能的改善主要归因于三相反应区域的拓展。以LNO-30LDC为氧电极制备的氢电极支撑的单电池，单电池以SOFC模式运行时其在800℃的最大输出功率密度可达521 mW/cm2。单电池以SOEC模式运行时，800℃时施加1.5V电解电压其产氢率可达220.03 mL/(cm2h1)。该研究验证了LNO基复合材料用于RSOCs双功能氧电极的可行性，对于高效双功能氧电极的开发具有借鉴意义。 

该研究成果以“Electrochemical performance of La2NiO4+δ–Ce0.55La0.45O2–δ as a promisingbifunctional oxygen electrode for reversible solid oxide cells”为题发表在《Journal of Advanced Ceramics》期刊上。本文第一作者为景德镇陶瓷大学材料学院教师李鹏章博士。本工作得到江西省教育厅科学技术研究项目、国家自然科学基金等项目的资助。