La cellule d'électrolyse à oxyde solide (SOEC) est prometteuse dans le CO 2 conversion et stockage d'énergie renouvelable propre. Il peut convertir le CO 2 et H 2 O simultanément en gaz de synthèse ou en hydrocarbure à la cathode, et produire O de haute pureté 2 à l'anode.

Les oxydes de type pérovskite présentent les avantages d'une excellente capacité de dopage, résistance au dépôt de carbone et stabilité redox. Cependant, l'application d'électrodes de pérovskite est limitée en raison d'une activité électrocatalytique insuffisante.

Récemment, les chercheurs dirigés par le professeur WANG Guoxiong et le professeur BAO Xinhe de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences et leurs collaborateurs ont obtenu un CO efficace et stable 2 électrolyse à l'OSCE. Ils ont découvert que les manipulations du cycle redox favorisaient l'exsolution des interfaces métal/pérovskite haute densité, qui a amélioré le CO 2 performances et stabilité de l'électrolyse.

Cette étude a été publiée dans Communication Nature le 27 septembre.

Les chercheurs ont préparé Ru-dopé Sr 2 Fe 1.4 Ru 0,1 Mo 0,5 O 6-δ (SFRuM) double pérovskite. Ils ont découvert que les manipulations redox répétées favorisaient l'exsolution de nanoparticules d'alliage RuFe à partir de 5900 μm ^-2 à 22680 m ^-2 , où la taille moyenne des particules était comprise entre 2,2 et 2,9 nm, régulant ainsi la densité des interfaces RuFe@SFRuM.

Combiné à la microscopie électronique en atmosphère in situ, cartes élémentaires et spectroscopie de perte d'énergie électronique, ils ont révélé le mécanisme de formation et de régénération de l'interface RuFe@SFRuM sous atmosphère réductrice et oxydante. « L'enrichissement en espèces Ru en surface peut favoriser l'exsolution des interfaces RuFe@SFRuM haute densité, " a déclaré le professeur WANG.

Quoi de plus, microscopie électronique en atmosphère in situ, la spectroscopie d'impédance électrochimique combinée aux calculs de la théorie fonctionnelle de la densité ont confirmé que l'interface RuFe@SFRuM favorisait le CO 2 adsorption et activation. Par rapport à la cathode SFRuM, la cathode RuFe@SFRuM avait une augmentation de 74,6% de la densité de courant pour le CO 2 électrolyse à 1,2 V et 800 °C, et présentait une grande stabilité du CO 2 électrolyse pendant 1000 h.