【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】電轉(zhuǎn)氣(Power to Gas, P2G)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)間能量的大規(guī)模傳遞及能量的長時(shí)間存儲(chǔ)，為能源互聯(lián)網(wǎng)中可再生能源的消納提供了新的解決途徑。該技術(shù)路線既促進(jìn)了“電-氣”網(wǎng)絡(luò)的深度融合，也為解決新能源發(fā)電的波動(dòng)性問題提供了新途徑。相對(duì)于其他單純“電力進(jìn)、電力出”的儲(chǔ)能技術(shù)，省去了電力間歇成本，是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)節(jié)能與“雙碳”戰(zhàn)略的有力抓手。近期，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院、電工材料電氣絕緣全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吳鍇、周峻團(tuán)隊(duì)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中的多能轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域取得了系列新進(jìn)展。
 

　　固體氧化物電池(SOCs)可以實(shí)現(xiàn)高效的“電-氣”互聯(lián)，然而其主要電化學(xué)活性區(qū)僅延伸幾微米。因此，如何精準(zhǔn)調(diào)控燃料電極的表面形貌對(duì)于開發(fā)高效穩(wěn)定的SOCs是一巨大挑戰(zhàn)。研究團(tuán)隊(duì)采用簡單的選擇性酸刻蝕方法，實(shí)現(xiàn)了SOCs燃料電極表面多級(jí)形貌的重構(gòu)，在發(fā)電模式和CO2電解模式下的電化學(xué)性能同時(shí)得到了提升。該研究為制備SOCs用高效鈣鈦礦電極提供了一個(gè)全新的思路。
 

　　該研究成果以《選擇性刻蝕方法實(shí)現(xiàn)固體氧化物電池燃料電極納米表面重構(gòu)》(Nanosurface-Reconstructed Fuel Electrode by Selective Etching for Highly Efficient and Stable Solid Oxide Cells)為題發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《 先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)上。西安交通大學(xué)為該論文第一單位，電氣學(xué)院博士研究生孫躍躍為該論文第一作者，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院吳鍇教授、周峻副教授、崔佳佳博士為通訊作者。
 

　　其次，研究人員采用了一種軟模板輔助電沉積技術(shù)實(shí)現(xiàn)了介孔高熵合金(m-HEA)的均勻成核和生長，m-HEA薄膜在甲醇氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的活性，比介孔Pt薄膜高7.2倍，比商業(yè)Pt黑高35倍。該工作提供了一種有效的方法來設(shè)計(jì)具有可控的多孔結(jié)構(gòu)HEA催化劑，以滿足多場景的“電-氣”高效轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
 

　　上述研究成果以《介孔高熵合金薄膜》(Mesoporous High-Entropy Alloy Films)為題發(fā)表在國際權(quán)威期刊《美國化學(xué)會(huì)納米》(ACS Nano)上。西安交通大學(xué)為該論文第一單位，電氣學(xué)院博士研究生付磊為該論文第一作者，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院周峻副教授、名古屋大學(xué)康運(yùn)卿博士和Yusuke Yamauchi教授為通訊作者。
 

　　此外，團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種簡單的等離子體轟擊策略來優(yōu)化鈣鈦礦氧化物的催化活性。P-LCFO表現(xiàn)出增強(qiáng)的OER性能，在10 mA cm-2的電流密度下具有294 mV的低過電位。這項(xiàng)工作探索了等離子體工程在水分解的高活性鈣鈦礦氧化物催化劑方面的應(yīng)用，也體現(xiàn)出電氣工程等離子體科學(xué)與電化學(xué)催化領(lǐng)域的前沿交叉研究潛力。
 

　　上述研究成果以《等離子體誘導(dǎo)的氧缺陷工程促進(jìn)鈣鈦礦氧化物析氧反應(yīng)》(Plasma-Induced Oxygen Defect Engineering in Perovskite Oxide for Boosting Oxygen Evolution Reaction)為題發(fā)表在國際著名期刊 Small 上。西安交通大學(xué)為該論文的第一單位，電氣學(xué)院博士研究生王開騰為該論文第一作者，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院周峻副教授，付磊博士生和名古屋大學(xué)Yusuke Yamauchi教授為通訊作者。
 

　　上述工作得到了國家自然科學(xué)基金，陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家電網(wǎng)公司、電工材料電氣絕緣全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題等項(xiàng)目的資助，論文的表征及測試得到了西安交通大學(xué)分析測試共享中心的支持。