由于氨的氢含量高、能量密度大且易于液化，人们开始探索将氨作为氢载体。固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效的电化学装置，可以利用氢气和碳氢化合物等燃料。然而，由于氢的体积密度和沸点较低，氢的储存和运输面临着巨大的挑战。氨基 SOFC 是一种前景广阔的替代技术，而优化其在中温条件下的性能则是人们关注的一个关键领域。
福州大学钟富兰和罗宇领导的研究小组重点开发了作为 NH3-SOFC 负极催化剂的热长石 La2Zr2-xNixO7+δ (LZNx) 氧化物。研究小组研究了掺杂 Ni2+ 对这些氧化物的晶体结构、表面形貌、与钇稳定氧化锆（YSZ）的热匹配、电导率和电化学性能的影响。该研究发表在 Frontiers in Energy 杂志上。
研究发现，LZNx 氧化物具有 n 型半导体特性，与 YSZ 电解质具有良好的高温化学相容性和热匹配性。此外，LZN0.05 表现出最小的导电带电位和带隙，因此作为 NH3-SOFC 的阳极材料具有更高的功率密度。
LZN0.05-40YSZ 复合阳极在 800 °C 时的最大功率密度为 100.86 mW/cm2，是相同条件下基于 NiO 的 NH3-SOFC 的 1.8 倍。此外，LZN0.05-40YSZ 复合阳极在 800 °C 下连续工作 100 小时后，电压衰减几乎可以忽略不计，这表明它具有更长的耐用性。
LZNx 阳极的开发满足了 NH3-SOFCs 对高效阳极催化剂的迫切需求，在通过氨利用支持氢经济方面迈出了重要一步。
电导率和电化学性能的提高以及经证明的耐用性表明，这些材料在未来的清洁能源生产中将发挥关键作用。
原文链接：: Shiqing Yang et al, Pyrochlore La2Zr2–xNixO7 anodes for direct ammonia solid oxide fuel cells, Frontiers in Energy (2024). DOI: 10.1007/s11708-024-0948-2
