SrCoO3-δ基材料表面催化機(jī)制與體相輸運(yùn)性能的研究.pdf

1、SrCoO3-δ基鈣鈦礦氧化物材料是一類重要的功能材料，由于其具有離子-電子混合導(dǎo)電性，最初被用作透氧膜材料。立方相SrCoO3-δ表現(xiàn)出高的離子-電子混合電導(dǎo)，因此大量研究通過SrCoO3-δ基材料A位或B位替代以改善其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及電化學(xué)性能。近些年來，通過A位和B位部分替代的SrCoO3-δ基鈣鈦礦氧化物(Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)O3-δ(BSCF)作為固體氧化物燃料電池(SOFC)陰極材料的應(yīng)用也成為該領(lǐng)域的

2、研究熱點(diǎn)。本文基于密度泛函理論(DFT)，利用第一性原理計(jì)算研究了SrCoO3-δ基陰極表面氧氣催化機(jī)制以及體相氧輸運(yùn)性能。
　　首先，構(gòu)建低指數(shù)的(100)，(110)面并研究了其表面穩(wěn)定性，結(jié)果表明(110)面由于存在大的極化而不穩(wěn)定。進(jìn)而，通過氧氣在(110)面吸附的優(yōu)化計(jì)算確定了最佳吸附位。其次，利用分子動力學(xué)研究了氧氣在含缺陷1×1，2×1(110)面的吸附解離過程，結(jié)果表明，2×1(110)面表面的吸附解離過程幾乎沒有

3、勢壘，吸附過程為化學(xué)吸附，而1×1(110)面的吸附解離過程存在較大勢壘，過渡態(tài)為氧氣分子的解離。此外，對1×1(110)的吸附過程進(jìn)行了布居分析，詳細(xì)的闡述了氧氣從吸附，解離到進(jìn)入氧空位的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制。
　　另一方面，分別利用Ba，F(xiàn)e部分取代SrCoO3-δ超胞中A位和B位離子，構(gòu)建了三種不等價(jià)(Ba0.5Sr0.5)(Co0.75Fe0.25)O3-δ模型。進(jìn)而在三種模型中分別構(gòu)建等價(jià)和不等價(jià)氧空位，計(jì)算研究了體相的氧空位形