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近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包信和與汪國(guó)雄團(tuán)隊(duì)在高溫二氧化碳電催化還原研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《納米能源》（Nano Energy）上。 固體氧化物電解池（SOEC）可以將CO2和水轉(zhuǎn)化為合成氣、烴類燃料并聯(lián)產(chǎn)高純度O2。該電解池具有全固態(tài)和模塊化結(jié)構(gòu)，以及能量效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在CO2轉(zhuǎn)化和可再生清潔電能存儲(chǔ)方面表現(xiàn)出極具潛力的應(yīng)用前景。 鈣鈦礦型陶瓷陰極由于在氧化還原氣氛下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且可有效抑制積碳反應(yīng)，是近年來SOEC領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，鈣鈦礦型陶瓷陰極氧空位濃度低、CO2吸附弱、CO2活化和轉(zhuǎn)化困難，導(dǎo)致CO2電催化還原性能較低。 該研究團(tuán)隊(duì)制備了釩摻雜的鑭鍶鐵與釓摻雜的氧化鈰納米復(fù)合材料（LSFVx/GDC），作為SOEC陰極應(yīng)用于高溫CO2電催化還原反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果表明，釩的摻雜可增加陰極氧空位濃度，提高了陰極CO2高溫吸附活化能力和電催化還原性能。在800°C和1.6V時(shí)，SOEC電流密度可達(dá)0.62A/cm2，比未摻雜時(shí)提高了51.2%，電流效率接近100%。該研究通過金屬元素?fù)诫s來調(diào)控SOEC陰極材料氧空位濃度和CO2吸附活化能力，為提高SOEC陰極CO2電催化還原性能提供了新思路。 |
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