Разработка эффективных анодных катализаторов для твердооксидных топливных элементов прямого действия на аммиаке

Новости сегодня - Разработка эффективных анодных катализаторов для твердооксидных топливных элементов прямого действия на аммиаке

Поиск эффективных и чистых источников энергии привел к исследованию аммиака в качестве носителя водорода из-за его высокого содержания водорода, плотности энергии и легкости сжижения. Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) представляют собой высокоэффективные электрохимические устройства, которые могут использовать такие виды топлива, как водород и углеводороды. Однако хранение и транспортировка водорода создают серьезные проблемы из-за его низкой объемной плотности и температуры кипения.

ТОТЭ на основе аммиака представляют собой многообещающую альтернативу, и оптимизация их характеристик при промежуточных температурах является ключевой областью интересов.

Исследовательская группа под руководством Фулана Чжуна и Ю Ло из Университета Фучжоу сосредоточилась на разработке оксидов пирохлора La 2 Zr 2–x Ni x O 7+δ (LZN x ) в качестве анодных катализаторов для NH 3 -ТОТЭ.

Команда исследовала влияние легирования Ni 2+ на кристаллическую структуру , морфологию поверхности, термическое согласование с оксидом циркония, стабилизированным иттрием (YSZ), проводимость и электрохимические характеристики этих оксидов.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Energy.

Было обнаружено, что оксиды LZN x демонстрируют полупроводниковое поведение n-типа с превосходной химической совместимостью при высоких температурах и термическим соответствием с электролитом YSZ. Кроме того, LZN 0,05 продемонстрировал наименьший потенциал проводящей зоны и запрещенную зону, что привело к более высокой плотности мощности в качестве анодного материала для NH 3 -SOFC.

Композитный анод LZN 0,05-40 YSZ достиг максимальной удельной мощности 100,86 мВт/см 2 при 800 °C, что в 1,8 раза выше, чем у NH 3 -ТОТЭ на основе NiO в идентичных условиях. Кроме того, композитный анод LZN 0,05-40 YSZ показал незначительное ухудшение напряжения после непрерывной работы при 800 °C в течение 100 часов, что указывает на его повышенный срок службы.

Разработка анодов LZN x удовлетворяет острую потребность в эффективных анодных катализаторах для NH 3 -SOFC, предлагая значительный шаг вперед в поддержке водородной экономики за счет использования аммиака.

Улучшенная проводимость и электрохимические характеристики в сочетании с продемонстрированной долговечностью позволяют предположить, что эти материалы могут сыграть ключевую роль в будущем производстве экологически чистой энергии.

Новости партнеров: