開發具有高電催化活性和水合能力的氧催化劑對于提高電化學儲能和轉換裝置（如可逆燃料電池/電解電池）的性能至關重要，因為氧還原反應（ORR）和析氧反應（OER）動力學經常限制這些電池的性能。近日，世宗大學Jun-Young Park、仁荷大學Minseok Choi、全南大學Sun-Ju Song通過出溶進一步提高TCO電催化劑的性能。
本文要點：
1) 作者通過將具有高堿度的單價堿金屬摻雜到BaCo0.4Fe0.4Zr0.18Y0.02O3-δ中來證明這種方法，它能夠使鋇氧化物在潮濕的空氣條件下出溶。該策略涉及水介導的出溶與高堿度元素的摻雜，其主要目標是促進TCO內的高質子攝取和傳導途徑，以提高ORR/OER活性。研究證實，與其他鈣鈦礦相比，BaOx溶出的K0.05Ba0.95Co0.4Fe0.4Zr0.18Y0.02O3-δ（KBCFZY）對ORR和OER都具有更高的活性和穩定性，致使燃料電池（FC）具有高達1.65 W cm?2的峰值功率密度，并且在650°C下的電解（EC）池具有高達6.5 A cm?2的峰值功率密度。
2) 密度泛函理論計算表明，堿金屬摻雜不僅引發催化活性氧化鋇納米顆粒的出溶，還降低了本體氧空位的形成能，從而降低了質子通過BCFZY結構遷移的勢壘，進而增加了活性和性能。
Kwangho Park et.al Water-mediated exsolution of nanoparticles in alkali metal-doped perovskite structured triple-conducting oxygen electrocatalysts for reversible cells EES 2024
DOI: 10.1039/D3EE03510G
https://doi.org/10.1039/D3EE03510G
