中温固体氧化物燃料电池的高熵双钙钛矿阴极材料:兼容性与活性研究

中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)有助于国家的碳中和战略,但其阴极材料难以兼顾热兼容性和催化活性.为此,基于多元素耦合的高熵策略,本研究合成了高熵阴极材料GdBa(Fe0.2Mn0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ(HE-GBO),具有双过氧化物结构,与 Gd0.1Ce0.9O2-δ(GDC)有良好的化学兼容性,协调了与催化活性之间的平衡性.采用HE-GBO阴极的对称电池在 800℃下的极化电阻(Rp)为 1.68 ?·cm2,而HE-GBO-GDC(质量比 7:3)复合阴极的Rp因引入GDC而显著降低(800℃下Rp为 0.23 ?·cm2).采用HE-GBO和HE-GBO-GDC阴极组装树枝状微通道阳极支撑单电池,在 800℃的最大功率密度分别达到 972.12 和 1057.06 mW/cm2,使用高熵阴极可以进一步提高电池性能.这些结果表明多尺度优化有助于开发高性能的IT-SOFC阴极材料.