国际权威期刊《Nano Research》（影响因子10.269）近日在线发表了动力与机械学院定明月教授课题组关于可优化的自生钴铁合金催化的体氧化物电解池的最新成果，并选为期刊封面。
论文题为“Promoting catalysis activity with optimizable self-generated Co-Fe alloy nanoparticles for efficient CO2 electrolysis performance upgrade”。武汉大学为论文第一署名单位，工业研究院硕士张昆与动力与机械学院硕士张栋为共同第一作者，王瑶副教授、定明月教授和武汉工程大学刘通副教授为共同通讯作者。
CO实现CO2存储、利用。所需电能也可以利用太阳能、风能以及潮汐能等清洁能源，绿色环保。然而SOEC的阴极侧与CO2反应缓慢，且长期工作易产生颗粒团聚、积碳，成为了大规模应用的阻碍。原位溶出合金纳米颗粒具备了组成灵活、钉扎牢固、易调控等优点受到广泛关注。通过改变对电极的处理气氛，可以进一步优化合金纳米颗粒的催化效果，提升长期稳定性。
本文主要制备并构筑了一种能够原位溶出钴铁纳米颗粒，并具备可再生能力的固体氧化物电解池阴极，能够减缓长期衰减并优化性能。作者对制备的Pr0.4Sr0.6Co0.125Fe0.75Mo0.125O3–δ (PSFCM) 钙钛矿电极材料进行了多次氧化还原循环处理，发现其相结构在该过程中保持稳定，氧化状态下保持立方相，还原后为RP相并伴随Co-Fe合金颗粒溶出。研究结果表明，在多次氧化还原循环处理过程中，制备的PSCFM电极阻抗逐渐降低，在450 h的长期测试过程中保持稳定。还原溶出后的PSCFM-SDC复合电极在800oC，1.6 V条件下的电解电流密度高达1380 mA cm-2, 较初始PSCFM电极提高了68%，优于绝大多数的钙钛矿阴极。氧化还原循环使得析出纳米颗粒小粒径、高密度存在，加速了气体吸脱附过程，提升CO2RR能力，为电极选择和应对长期性挑战提供了新思路与指导意义。
原文链接：https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-023-5860-2
