三重异质结电解质助力LT-SOFC在550°C实现916 mW·cm⁻²

背景：固体氧化物燃料电池（SOFCs）因高温运行带来材料稳定性与成本问题，降低工作温度至600°C以下是推动其工程应用的关键，但低温下电解质离子传导不足与电子泄漏的矛盾加剧。研究目的：为解决上述矛盾，本研究首次提出三元多异质结工程，采用p型NiO与n型Li0.25Sn0.75O2−δ（LS）及n型Sm0.2Ce0.8O2−δ（SDC）构建复合电解质，形成两处p–n结和一处n–n结，以增强内建电场、促进氧离子迁移并抑制电子泄漏。结论：优化配比的NLS-SDC电解质在550°C下实现916 mW·cm⁻²的峰值功率密度和超过280小时的稳定运行，通过多界面耦合与能带对齐降低了氧空位形成能和离子迁移势垒，为低温SOFC电解质设计提供了兼顾性能与稳定性的新范式。