谢和平院士领衔!深圳大学陈彬/昆明理工肖杰AEM丨晶格拉伸应变诱导高密度纳米颗粒析出提升甲烷燃料电池性能!
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2026-06-15 08:30
文章摘要
固体氧化物燃料电池(SOFCs)是高效清洁的能源转换装置,直接甲烷燃料电池(DMFCs)因利用天然气而备受关注,但甲烷分解导致的碳沉积问题严重制约其耐久性。传统策略依赖高水碳比燃料气,但存在稀释燃料等问题。该研究提出通过调控B位容忍度诱导晶格拉伸应变的策略,降低B-O键能和纳米颗粒析出能垒53%,实现高密度Fe-Ru-Ni三元合金纳米颗粒原位析出,密度达368 particles μm⁻²,较未掺杂样品提升约3.3倍。析出的Ru含纳米颗粒显著降低甲烷吸附能,伴随生成的丰富氧空位增强水分子捕获能力,构建"自清洁"抗积碳机制。单电池在干甲烷燃料下峰值功率密度达1.5 W·cm⁻²,较对照组提升43.1%,在近干甲烷条件下稳定运行160小时。该策略为设计兼具高催化活性和优异抗碳能力的DMFCs阳极建立了新范式。
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