Une équipe de recherche dirigée par le professeur Yang Weishen et le professeur Zhu Xuefeng du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a révélé le mécanisme d'activation de l'oxygène sur les matériaux pérovskites contenant du baryum.

Les chercheurs ont découvert que BaO/BaO₂ les nanoparticules précipitées à la surface des matériaux contenant du Ba dans des conditions riches en oxygène à haute température avaient une activité ultra-élevée pour l'activation de l'oxygène, ce qui a clarifié le mécanisme d'activation et de transport de l'oxygène à haute température à la surface des oxydes de pérovskite contenant du Ba.

Cette étude a été publiée dans Science Advances le 13 avril.

En 2000, l'équipe DICP a inventé un matériau de membrane perméable à l'oxygène nommé Ba_0.5 Sr_0,5 Co_0,8 Fe_0.2 O_3-δ (BSCF). En raison de sa bonne activité catalytique vis-à-vis de l'activation de l'oxygène, le BSCF est devenu un matériau représentatif pour la perméation de l'oxygène et a été largement utilisé dans les piles à combustible à oxyde solide, les réactions de réduction de l'oxygène et les réactions de dégagement d'oxygène.

Cependant, l'essence de la bonne performance de la pérovskite BSCF n'est toujours pas claire.

Dans cette étude, les chercheurs ont analysé le processus de perméation de l'oxygène et ont découvert que l'ajout de Ba dans les oxydes de pérovskite pouvait accélérer la cinétique de la réaction d'échange d'oxygène en surface.

Ils ont identifié la précipitation de BaO_x nanoparticules à la surface des matériaux BSCF dans une atmosphère d'oxygène à haute température par microscopie électronique environnementale, et a prouvé que les matériaux contenant du Ba pouvaient être précipités ou décomposés en BaO_x ont une activité catalytique élevée pour le processus d'activation de l'oxygène.

De plus, combiné avec le calcul DFT, ils ont trouvé que le BaO_x précipité les nanoparticules pourraient réduire les barrières énergétiques de l'adsorption et de la dissociation des molécules d'oxygène dans la réduction de l'oxygène et la désorption de l'oxygène du processus de dégagement d'oxygène, accélérant ainsi la cinétique de la réaction d'échange d'oxygène à l'interface gaz-solide.

"Cette étude fournit une base scientifique pour la conception de membranes perméables à l'oxygène et de matériaux électrocatalytiques", a déclaré le professeur Yang. + Explorer plus loin

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