图1详细展示了固体氧化物电池(SOC)的工作原理,包括固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)两种模式。此外,还对比了传统方法与EHT方法在电极制备工艺上的差异。传统方法需要数十小时的高温烧结,而EHT技术仅需要约10秒,显著提高了制备效率。
图2展示了EHT方法的温度曲线、喷雾打印过程以及制备出的SSOC。通过EHT技术,我们能够在极短的时间内实现电极材料的快速相变和致密化。XRD分析表明,EHT处理后的LCT(LCT-EHT)和LCTN(LCTN-EHT)电极显示出了期望的钙钛矿结构,证明了EHT技术在快速形成钙钛矿结构方面的有效性。扫描电子显微镜(SEM)图像进一步揭示了EHT处理后电极的多孔结构和良好的电解质附着性,这对电化学反应的进行至关重要。
图3通过电化学阻抗谱(EIS)研究了EHT制备的电极的电化学性能。结果显示,EHT处理后的LCT和LCTN电极在不同温度下的极化电阻显著降低,表明了其出色的电催化活性和稳定性。特别是经过化学气相处理后的LCTN-EHT电极,在900°C时的极化电阻大幅下降,显示出了卓越的电化学性能。
图4展示了EHT制备的电极在全电池性能测试中的出色表现。在700°C至900°C的温度范围内,EHT-LCTN和经过特殊处理的LCTN-EHT电极展现出了显著提升的峰值功率密度(PPD),其中LCTN-EHT电极在900°C时的PPD值高达966 mW cm⁻²,几乎比新鲜电极提高了9倍。这一结果不仅证实了EHT技术在提升电极电化学性能方面的显著效果,也展示了其在推动SSOCs实用化进程中的重要作用。