CuFe2O4 与 La(Sr)Fe(Mn)O3 混合体系中掺杂剂对 CO2–H2O 共电解阴极性能的影响 开放获取

《Materials Advances》：Effect of Dopant in CuFe2O4 Mixed with La(Sr)Fe(Mn)O3 on Cathodic Performance for CO2–H2O Co-ElectrolysisOpen Access

　　

固体氧化物电解池（SOECs）是一种有前景的技术，可利用可再生电能以高效率将CO?和H?O转化为合成气（CO和H?）。本研究考察了将Cu?.?M?.?Fe?O?（M = Co、Ni、Zn）与La?.?Sr?.?Fe?.?Mn?.?O?（LSFM）混合用作阴极的方案。在所研究的掺杂剂中，Zn取代使CuFe?O?（CFO）的晶体结构由四方晶系变为立方晶系，并显著提高了其氧化还原性能。Zn掺杂电极（CZFO–LSFM）表现出最高的CO?–H?O共电解电流，在1.6 V、800 °C条件下电流密度达到?1.27 A/cm2，较CFO–LSFM电极提高约20%。CZFO–LSFM的活化能最低（0.56 eV），表明其对CO?电解的活性增强，法拉第效率也接近100%。所产生的合成气中H?/CO比值接近供给的H?O/CO?比值，这可归因于其对水气变换反应（WGS）的低活性。进一步优化结果表明，Cu?.?Zn?.?Fe?O?–LSFM对CO?-H?O共电解的活性最高，即活化能为0.49 eV时电流密度为?1.38 A/cm2，且在100 h内保持稳定运行，法拉第效率较高。观察到CO?吸附量增加，扫描透射电子显微镜（STEM）表明析出的Cu纳米颗粒被ZnO包裹，这可能是由于CuFe?O?相的表面富集所致，从而提高了对CO?–H?O电解的活性。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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