选择性去除表面锶激活固体氧化物燃料电池阴极以提升氧还原反应性能

为解决固体氧化物燃料电池（SOFCs）中钙钛矿阴极因锶（Sr）偏析导致氧还原反应（ORR）活性下降及性能退化的问题，来自国内的研究团队通过碱性处理选择性去除La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3?δ（LSCF）表面富锶物种，暴露B位（Co/Fe）活性位点，使阴极面积比电阻（ASRp）降低27–40%，峰值功率密度提升23%，为高性能中温SOFC阴极开发提供新策略。

　　

钙钛矿阴极材料La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3?δ（LSCF）作为中温固体氧化物燃料电池（SOFCs）的核心部件，长期面临表面锶（Sr）偏析导致的催化活性下降问题。锶的析出会覆盖氧还原反应（ORR）活性位点，加速电池性能衰减。研究团队创新性地采用碱性处理技术，选择性去除LSCF表面富锶相，同时完美保留体相钙钛矿结构。通过结构表征与电化学分析发现，该处理不仅暴露了高活性的B位钴（Co）和铁（Fe）阳离子，还彻底清除了锶衍生表面物种，从而显著优化ORR动力学。处理后的LSCF阴极在700–550°C温度区间内，面积比电阻（ASR_p）降低27–40%，并在150小时运行中保持优异稳定性。组装单电池在650°C时峰值功率密度达1.07 W cm^?2，较原始阴极提升23%。该表面工程策略可直接应用于商用LSCF阴极，为开发高性能中温SOFC电极材料开辟了新途径。