图1展示了热冲击技术的原理和实验设计。图1a描绘了钙钛矿材料在特定气氛下的热稳定性窗口，说明了在特定温度范围内，钙钛矿材料会发生结构分解或氧空位生成，从而触发金属纳米颗粒的析出。图1b是热冲击制备纳米颗粒装饰材料（NDMs）的示意图，展示了如何利用碳纸作为加热源，通过快速升温实现纳米颗粒的析出。图1c展示了热冲击过程中的温度变化曲线，表明在短短3秒内，温度可以迅速升至约1400°C。这种快速升温为纳米颗粒的析出提供了强大的驱动力，显著缩短了制备时间。与传统方法相比，热冲击技术仅需13秒即可完成材料制备，是目前已知最快的方法。
图2通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）展示了热冲击处理前后LCTN钙钛矿材料的微观结构变化。图2a显示了未处理的LCTN表面，呈现出典型的台阶状结构，表面干净且无纳米颗粒。图2b展示了经过传统化学气体处理20小时后的LCTN，表面仅形成了少量纳米颗粒，颗粒密度约为7个/μm²，平均尺寸为41纳米。图2c则展示了经过热冲击处理后的LCTN，表面出现了大量均匀分布的纳米颗粒，颗粒密度显著增加至61个/μm²，平均尺寸减小至14纳米。图2f的TEM图像进一步揭示了析出的纳米颗粒部分嵌入氧化物支撑中，这种结构增强了纳米颗粒与支撑之间的相互作用。图2g的能谱分析（TEM-EDS）结果表明，镍（Ni）的强度显著增加，证实了热冲击诱导的镍纳米颗粒的析出。这些结果表明，热冲击技术能够快速、高效地制备具有更高颗粒密度和更小颗粒尺寸的纳米颗粒装饰材料，从而为电化学反应提供了更多的活性位点。
图3通过电化学阻抗谱（EIS）分析了热冲击处理前后LCTN钙钛矿材料的电催化活性。图3a-c展示了不同处理方式下LCTN对称电池的Nyquist图，反映了材料在700-900°C温度范围内的极化电阻（Rp）。未处理的LCTN表现出较高的极化电阻（67-6.1 Ω·cm²），表明其电催化活性较差。经过传统化学气体处理的LCTN，极化电阻有所降低（1.9-17 Ω·cm²），显示出一定的活性提升。而经过热冲击处理的LCTN，极化电阻显著降低（3-0.5 Ω·cm²），在700°C时相比未处理的LCTN提高了22倍，表明其电化学动力学得到了显著改善。图3d展示了不同处理方式下LCTN的活化能（Ea）计算结果，热冲击处理后的LCTN具有最低的活化能（0.90 eV），进一步证实了其催化活性的增强。图3e则展示了热冲击处理后的LCTN在800°C下长时间操作时的稳定性，结果显示其性能在测试过程中保持稳定。这些结果表明，热冲击技术显著提升了LCTN的电催化性能，使其在电化学反应中表现出更高的效率和稳定性。
图4展示了热冲击处理前后LCTN钙钛矿材料在全电池测试中的电化学性能。图4a是自制测试装置的示意图，用于评估LCTN作为阳极的性能。图4b-c展示了未处理的LCTN在800-900°C下的电压-功率密度曲线和Nyquist图，其峰值功率密度（PPD）仅为21 mW/cm²，表明其电化学反应动力学较慢。经过传统化学气体处理的LCTN（图4d-e），在相同温度范围内的PPD提高至85-281 mW/cm²，显示出一定的性能提升。然而，经过热冲击处理的LCTN（图4f-g），在900°C时达到了1003 mW/cm²的PPD，相比未处理的LCTN提高了约12倍，表明其电化学氧化反应动力学得到了显著改善。图4h展示了热冲击处理后的LCTN在800°C下恒定电流密度操作时的电压稳定性，结果表明该电池在测试过程中性能稳定。这些结果表明，热冲击技术不仅提高了LCTN的电催化活性，还使其在实际电化学器件中表现出优异的性能和稳定性。
