氧空位调控LSCF钙钛矿氧还原/析出反应活化能的机理与影响研究

本研究针对LSCF钙钛矿材料中氧空位对氧反应活化能的调控机制这一关键科学问题，通过高温同步辐射X射线衍射和电化学阻抗谱分析，首次提出总活化能Ea由本征电化学活化能Ea,intrinsic与氧空位形成能Ea,OV叠加构成（Ea?=?Ea,intrinsic?+?Ea,OV），为设计高性能固体氧化物燃料电池电极材料提供了重要理论依据。

　　

通过高温同步辐射X射线衍射技术对不同形貌与晶体结构的镧锶钴铁氧体(La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ, LSCF)钙钛矿样品进行分析，并采用电化学阻抗谱(EIS)在空气环境中对LSCF电极进行测试。研究发现，每个基础电化学过程的总活化能E_a均由本征电化学活化能E_a,intrinsic与氧空位形成能E_a,OV共同决定，其定量关系可表述为：E_a?=?E_a,intrinsic?+?E_a,OV。该发现揭示了氧空位在氧还原/析出反应(ORR/OER)中的关键作用，为优化钙钛矿材料电催化性能提供了重要理论基础。