钡基钙钛矿B位工程化固态合成突破中低温SOFC阴极材料功率密度瓶颈

来自国内的研究人员通过固态反应结合樟脑造孔技术，成功制备出Ba3CoNb2O9、Ba3FeNb2O9和Ba6CoFeNb9O30三种新型钙钛矿阴极材料。研究发现这些材料在≤700°C条件下展现出卓越性能：低温段（<550°C）前两者功率密度达第三种材料的1.5倍，而高温段（≥600°C）第三种材料则因表面氧高效利用而占优。该研究为开发高效稳定的中低温固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极提供了新思路。

　　

这项突破性研究揭示了钡基钙钛矿材料在固体氧化物燃料电池(SOFC)领域的巨大潜力。科研团队采用固态反应法，创新性地引入樟脑作为造孔剂，成功制备出三种B位元素精心设计的钙钛矿化合物：钴铌酸钡(Ba₃CoNb₂O₉)、铁铌酸钡(Ba₃FeNb₂O₉)以及钴铁铌酸钡(Ba₆CoFeNb₉O₃₀)。

在温度低于550°C的工况下，前两种材料展现出惊人的性能优势，其功率密度达到第三种材料的1.5倍，这归功于它们更大的比表面积。有趣的是，当温度攀升至600°C以上时，剧情出现反转——Ba₆CoFeNb₉O₃₀凭借更高效的表面氧利用效率实现逆袭。

这些材料不仅具备优异的热稳定性，其电化学活性组成更是令人瞩目，性能指标远超众多现有SOFC阴极材料。该研究巧妙地证明：通过精准调控阴极材料的组成和微观结构，完全可以在中低温条件下打造出既高效又稳定的SOFC系统，为清洁能源技术的发展开辟了新航道。