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0898-08980898发布时间:2026-01-29 02:28:13 点击量:
)等有高附加值的化学产品已成为一个重要的关注焦点。固体氧化物电解电池(下发生碳沉积以及操作过程中镍颗粒的生长,会导致电导率显著下降和活性丧失,从而限制其大规模应用。玄武岩覆盖了地球表面约的面积,并且质地均匀、化学稳定性高、可循环利用、与空气和水的接触无毒,因而成为一种具有吸引力的工业原料。
针对此,中国科学院新疆理化技术研究所能源化工研究中心团队充分利用玄武岩抗压能力强、耐腐蚀、耐高温等的优良物理化学性质,成功开发了新型镍-玄武岩片(Ni-BT)材料,并将其作为SOEC的阴极,电池结构为Ni-BT/SDC/YSZ/SDC/LSCF。Ni-BT被用作阴极材料,LSCF用作阳极材料,YSZ用作固体电解质。在电极之间添加了SDC作为中间层,以增强离子导电性并加强YSZ与Ni-BT之间的结合。通过一系列表征方法研究其性能,确认了其在CO2-SOEC中的有效性。并在Ni-BT/SDC/YSZ/SDC/LSCF单电池中实现了高电流密度(480mA/cm²)和低极化电阻(1.91Ω·cm²)。随着操作温度的升高,单电池的电流密度增加,这归因于有利的热力学条件和快速的电化学反应动力学。同时,该电池表现出高CO生成(7.45mlmin-1cm-2),法拉第效率超过90%。本研究的结果表明,新型镍和玄武岩基阴极作为SOEC电解CO2领域具有潜在应用前景。
相关研究成果近期发表在《国际氢能杂志》(InternationalJournalofHydrogenEnergy)上,新疆理化所是第一完成单位,硕士研究生迪力夏提和蔺梦莎为共同第一作者,阿卜杜克热木·喀迪尔研究员和RimehIsmail副研究员为通讯作者。该研究得到了新疆尔自治区天池英才青年博士项目、国家外国青年人才计划项目等项目的资助。
图2.SOEC电池的CO2电解性能(A:CO产率和对应的法拉第效率,B:Ni-玄武岩阴极的CO2-RR示意图)。
