高熵钴基氧电极增强热机械兼容性实现可逆质子陶瓷电池性能突破

为解决可逆质子陶瓷电池(R-PCCs)氧电极热膨胀系数(TEC)匹配难题，研究人员开发了新型高熵钙钛矿Pr0.2Ba0.2Sr0.2La0.2Nd0.2CoO3-δ(PBSLNC)。该材料TEC低至12.02×10?6 K?1，与BCZYYb电解质完美兼容，在650°C下实现0.87 W cm?2峰值功率密度，并在H2O-CO2共电解中展现-1.45 A cm?2超高电流密度，为先进能源器件设计提供新思路。

　　

这项突破性研究聚焦于革命性的可逆质子陶瓷电池(R-PCCs)技术。科研团队巧妙设计出"鸡尾酒式"高熵钙钛矿材料Pr_0.2Ba_0.2Sr_0.2La_0.2Nd_0.2CoO_3-δ，就像给材料穿上"温度适应外套"，使其热膨胀系数(TEC)完美匹配BCZYYb电解质。这种"五重奏"金属配比的神奇材料，在650°C高温下化身"能量转换大师"：燃料电池(FC)模式下功率密度飙升至0.87 W cm^?2，电解池(EC)模式更在1.3V电压下产生-1.39 A cm^?2强劲电流。最令人振奋的是，面对H₂O-CO₂共电解的严苛挑战，该电极展现出-1.45 A cm^?2的"超级胃口"，且历经150小时严酷考验仍保持稳定，犹如能源界的"马拉松选手"。这项研究不仅为清洁能源转换装置装上"高性能心脏"，更开辟了通过调控A位碱度设计低TEC催化剂的新航道。