Efficient power generation in a solid oxide fuel cell using N ₂ O as the oxidant

Abstract

摘要 固体氧化物燃料电池（SOFC）能够将化学能直接转化为电能，因其高效率和燃料/氧化剂选择的灵活性，被认为是一种极具前景的能源转换装置。本研究采用氧化亚氮 (N 2 O) 替代空气作为氧化剂，开发了一种La 0.6 Sr 0.4 Co 0.2 Fe 0.8 O 3− δ ‐Gd 0.1 Ce 0.9 O 2− δ (LSCF‐GDC)双相催化剂，其作为SOFC阴极表现出高效的双功能性，能够协同促进N 2 O分解和氧还原反应动力学。阳极支撑型单体电池采用H 2 和N 2 O分别作为燃料和氧化剂，在650 °C的峰值功率密度达到了516 mW cm −2 ，优于空气作为氧化剂的性能，在200 mA cm −2 的恒电流密度下稳定运行超过40小时，同时实现了阴极侧N 2 O的完全转化。这项研究提出将N 2 O作为SOFC的氧化剂，为N 2 O资源化利用和SOFC高效发电提供了一种新途径。

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