南京工业大学：B位高价阳离子共掺杂提高可逆固体氧化物电池中无钴钙钛矿空气电极的快速氧动力学

背景：减少碳排放需求推动高效能量转换技术发展，可逆固体氧化物电池(RSOCs)因高效能量转换与存储能力受关注，但空气电极的氧反应动力学迟滞和稳定性不足限制其应用。研究目的：针对无钴钙钛矿材料Bi0.5Sr0.5FeO3-δ，通过B位Nb5+和Ta5+共掺杂策略提升氧传输能力和电化学性能。结论：成功制备的Bi0.5Sr0.5Fe0.8Nb0.1Ta0.1O3-δ材料表现出优异氧离子扩散能力(Dchem=4.378×10-4 cm2/s)和表面交换动力学(Kchem=1.330×10-3 cm/s)，极化阻抗降低69%，在750°C下燃料电池模式峰值功率密度达616 mW/cm2，电解模式电流密度提升98%，且具备良好CO2耐受性和结构稳定性。