蒸汽诱导表面重构策略提升可逆质子陶瓷电化学电池空气电极性能

为解决可逆质子陶瓷电化学电池(R-PCECs)在高温高湿环境下空气电极稳定性差、电催化活性不足的问题，研究人员成功开发出新型Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ-SnO2(SFMS50)复合电极材料。该材料在蒸汽环境中可动态重构形成SrMoO4/SrSnO3活性界面，使电池在700℃燃料电池模式下获得1.41 W cm?2峰值功率密度，在600℃电解模式下实现1.40 A cm?2电流密度，为高性能R-PCECs开发提供了新思路。

　　

这项突破性研究揭示了蒸汽环境对可逆质子陶瓷电化学电池(Reversible Protonic Ceramic Electrochemical Cells, R-PCECs)空气电极的奇妙改造作用。科研团队巧妙设计了一种由钙钛矿相Sr₂Fe_1.5MoO_6-δ(SFM)基体与SrMoO₄(SMO)、SrSnO₃(SSO)次级相组成的"智能"复合电极材料。当暴露在含蒸汽的工作环境中时，电极表面会发生自发重组，就像被施了魔法一样，催化活性位点密度显著增加。

实验数据显示，基于Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ-0.05SnO₂(SFMS50)复合阴极的单电池展现出惊艳的性能：在700℃燃料电池模式下，功率密度飙升至1.41 W cm^?2；切换至600℃电解模式时，在1.3 V电压下可获得1.40 A cm^?2的电流密度。更令人振奋的是，这种蒸汽诱导的动态重构过程不仅没有损害电极稳定性，反而像给电池注入了"青春之泉"，使其在长期运行中性能持续提升。

这项研究为开发新一代高效能源转换系统提供了重要启示，证明环境响应型材料设计是突破现有技术瓶颈的有效途径。蒸汽诱导的表面重构策略犹如为电极装上了"自适应调节器"，让材料能够根据工作环境智能优化自身结构，这或许将开启能源材料设计的新纪元。