En forskargrupp ledd av professor Yang Weishen och professor Zhu Xuefeng från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har avslöjat mekanismen för syreaktivering på bariuminnehållande perovskitmaterial.

Forskarna upptäckte att BaO/BaO₂ nanopartiklar som fälldes ut på ytan av Ba-innehållande material under syrerika förhållanden vid hög temperatur hade en ultrahög aktivitet för syreaktivering, vilket klargjorde mekanismen för högtemperatursyreaktivering och transport på ytan av Ba-innehållande perovskitoxider.

Denna studie publicerades i Science Advances den 13 april.

År 2000 uppfann DICP-teamet ett syregenomsläppligt membranmaterial vid namn Ba_0,5 Sr_0,5 Co_0,8 Fe_0,2 O_3-δ (BSCF). På grund av sin goda katalytiska aktivitet mot syreaktivering har BSCF blivit ett representativt material för syregenomträngning och har använts i stor utsträckning i bränsleceller med fast oxid, syrereduktionsreaktioner och syreutvecklingsreaktioner.

Men kärnan i BSCF-perovskitens goda prestanda är fortfarande oklart.

I den här studien analyserade forskarna syregenomträngningsprocessen och fann att tillsatsen av Ba till perovskitoxider kunde påskynda reaktionskinetiken för syreytbytet.

De identifierade utfällningen av BaO_x nanopartiklar på ytan av BSCF-material i en syreatmosfär med hög temperatur genom miljöelektronmikroskopi, och bevisade att Ba-innehållande material som kunde fällas ut eller sönderdelas till BaO_x har hög katalytisk aktivitet för syreaktiveringsprocessen.

Dessutom, i kombination med DFT-beräkning, fann de att den utfällda BaO_x nanopartiklar skulle kunna minska energibarriärerna för syremolekyladsorption och dissociation i syrereduktionen och syredesorptionen av syreutvecklingsprocessen, och på så sätt accelerera syreutbytesreaktionskinetiken vid gränsytan mellan gas och fast substans.

"Denna studie ger en vetenskaplig grund för utformningen av syregenomsläppliga membran och elektrokatalytiska material", säger professor Yang. + Utforska vidare

Forskare utvecklar högpresterande perovskitoxidkatalysatorer med användning av metalloxidmaterial med sen övergång