「长江学者」孙克宁领衔！北京理工大学任戎征/王振华Nature子刊丨熵驱动钙钛矿无序化提升SOFC阳极！

本研究针对固体氧化物燃料电池(SOFC)中传统Ni基阳极易积碳、性能衰减的问题，提出一种通过熵工程调控钙钛矿结构的新策略。研究背景：SOFC可直接利用甲烷等烃类燃料，但传统Ni基阳极易诱导碳沉积；钙钛矿氧化物虽有抗积碳潜力，但其有序结构限制了氧空位分布和离子传输。研究目的：探索通过熵驱动将层状有序PrBaFe₂O₅₊δ转变为A位无序高熵钙钛矿阳极，以提升氧空位形成、离子迁移和水合能力，从而提高活性与抗积碳性能。结论：通过在Pr位引入五种等摩尔稀土阳离子，成功构建A位无序高熵钙钛矿(HEP)，该结构使氧空位从二维扩展至三维空间，增强氧离子扩散和水合反应能力。在700°C湿甲烷条件下，HEP阳极实现774.53 mW·cm⁻²峰值功率密度，并稳定运行超过1000小时。该工作为设计兼具高活性和抗积碳性能的SOFC阳极提供了新的结构调控范式。