双功能氧催化剂Sr_1-xSm_xCoO₃(x=0～0.6)的电催化行为研究

近年来,可逆燃料电池因其高效环保而备受关注,然而其进一步发展受到双功能氧催化剂的严重制约。作为一种极具开发前景的双功能氧催化剂,钴基钙钛矿成为该领域的研究热点。然而,其氧催化活性和稳定性尚需进一步改善。采用改性溶胶-凝胶工艺制备了Sr1-xSmxCoO3(SSC,x=0～0.6)系列氧催化剂,并对其氧催化活性与稳定性进行了研究。结果表明,Sm掺杂能有效改善SrCoO3体系的双功能氧催化活性。其中,Sr0.7Sm0.3-CoO3(SSC-30)具有最高的氧还原催化活性,其起始电位和半波电位可达0.798 V和0.638 V(vs RHE)。Sr0.8-Sm0.2CoO3(SSC-20)具有最高的氧析出催化活性,其在10 mA/cm2电流密度下的电位值可达1.692 V,对应的过电位η为462 mV。综合氧还原和氧析出催化活性的测试结果,SSC-30具有最佳的双功能氧催化活性,OER和ORR的电位差ΔE仅为1.071 V。此外,Sm掺杂还能进一步提高SrCoO3的氧催化稳定性,其中SSC-30对氧还原与析出的催化稳定性均高于SrCoO3。研究结果有望为双功能钴基钙钛矿的开发和应用提供理论指导