固体氧化物燃料电池能够高效率的利用烃类燃料，因此成为一种优异的可持续能源体系，CeO_2-δ具有活化烃类分子和减少积碳问题的能力，因此是比较好的固体燃料电池材料。但是人们对于最简单的CH₄分子在CeO_2-δ/气体界面上的活化机理并不理解，而且对于CeO_2-δ具有活化CH₄的能力存在争议。这个争议来源于缺少设计标准的金属/氧化物电极，而且电催化活化CH₄分子包括多个步骤。

有鉴于此，首尔大学WooChul Jung、韩国忠南大学Hyun You Kim等报道Sm掺杂的CeO_2-δ薄膜构筑固体氧化物燃料电池的模型，并且对CeO_2-δ界面上CH₄分子的电催化氧化过程进行监控。

本文要点

（1）

通过电化学阻抗谱、原位XPS、DFT理论计算等方法说明CeO_2-δ界面有助于活化CH₄分子，反应中生成H₂O分子的步骤是决速步。

（2）

这项研究有助于人们长期以来对于CH₄能否用于SOFC固体燃料电池的应用的争议。此外，这项研究有助于改善和优化电极的设计以及发展高性能环境友好的燃料电池。

参考文献

Yoonseok Choi, Hyunwoo Ha, Jinwook Kim, Han Gil Seo, Hyuk Choi, Beomgyun Jeong, JeongDo Yoo, Ethan J. Crumlin, Graeme Henkelman, Hyun You Kim, WooChul Jung, Unveiling Direct Electrochemical Oxidation of Methane at the Ceria/Gas Interface, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202403626

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202403626