质子陶瓷燃料电池（PCFCs）的高性能正极应具有良好的氧还原反应性、高的质子/氧离子/电子电导率和足够的工作稳定性，这就需要对电极材料的体相和表面性质进行微调。虽然利用还原气氛脱溶中的纳米颗粒对钙钛矿进行表面改性可以有效地改善电化学阳极氧化，但这种纳米颗粒很容易重新进入钙钛矿晶格，给其作为阴极的应用带来了极大挑战。

近日，南京工业大学邵宗平教授，Guangming Yang报道了通过纳米颗粒在氧化性气氛中脱溶而制备了一种用于PCFC的耐用钙钛矿型纳米复合阴极。

文章要点

1）通过组成和阳离子非化学计量比调控，设计、合成和研究了名义组成为Ba_0.95(Co_0.4Fe_0.4Zr_0.1Y_0.1)_0.95Ni_0.05O_3-δ（BCFZYN-095）的前驱体，煅烧后形成了钙钛矿型纳米复合材料，主要由钙钛矿相和少量NiO相组成。

2）通过适当的阳离子非化学计量比处理，主体钙钛矿相促进了体质子传导，而NiO纳米粒子促进了氧表面交换过程，从而实现了优异的阴极性能，在650 °C时的最大峰值功率密度为1040 mW cm^-2，在550 °C下的操作稳定性为400 h。

参考文献

Mingzhuang Liang, et al, A New Durable Surface Nanoparticles-Modified Perovskite Cathode for Protonic Ceramic Fuel Cells from Selective Cation Exsolution under Oxidizing Atmosphere, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202106379

https://doi.org/10.1002/adma.202106379