LaxSr2–xFe1.5Ni0.1Mo0.4O6–δ对称电池电解CO2研究

摘要

固态氧化物电解池(SOECs)因较高的能量转化效率在电化学还原CO2,实现"碳中和"社会方面备受关注.与非对称电池结构相比,对称SOECs的空气极和燃料极是相同或相近的材料,可以减少界面种类,改善电极与电解质的热膨胀匹配性,简化电池的制备工艺.本研究合成了钙钛矿氧化物LaxSr2-xFe1.5Ni0.1Mo0.4O6-δ(LxSFNM,x=0.1、0.2、0.3、0.4),作为固体氧化物电解池的对称电极用于评估纯CO2的电化学还原性能.掺入La3+可以有效提高反应催化活性,其中L0.3SFNM为电极的电解池表现出最高的电化学性能,800°C下,在空气中的极化电阻为0.07?·cm2,在50％CO-50％CO2中的极化电阻为0.62?·cm2.单电池L0.3SFNM@LSGM|LSGM|L0.3SFNM@LSGM在800°C和1.5 V电压下的电解电流密度为1.17 A·cm-2,在初始的50 h CO2短期电解测试中表现出优异的稳定性,是一种理想的对称电极材料.