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由于過度使用化石燃料而導致的過度CO₂排放造成了嚴重的氣候問題，這迫切需要開發CO₂轉化和利用的技術。固體氧化物電解池(SOEC)一種高效的能量轉換裝置，它可以將CO₂轉化為高附加值的化學品，同時將可再生電能轉化為化學能進行儲存。

SOECs中CO₂電解可分為兩個半反應：陰極上的CO₂還原反應和陽極上的析氧反應(OER)。然而，陽極上OER動力學緩慢，同時，由于在高電流密度下，陽極極化會影響SOECs的總電解效率，因此，篩選先進的高溫OER陽極材料對提高SOEC性能至關重要。

基于此，中科院大連化物所汪國雄和宋月鋒等制備了具有不同離子順序的鈣鈦礦PrBaCo_2?xFe_xO_5+δ(PBCFx，x=0，0.5和1，分別標記為PBC、PBCF31和PBCF22)作為SOEC陽極，并揭示了鈣鈦礦中離子順序對高溫OER活性的影響。

物理化學和電化學表征以及密度泛函理論(DFT)計算表明，與無序的PBCF22相比，雙鈣鈦礦PBC和PBCF31的A位陽離子有序促進了Pr-O平面氧空位的形成，加速了高溫下的OER動力學。然而，PBCF31中的氧空位有序阻礙了氧在陽極極化條件下的體遷移和表面輸運。降低了OER活性。因此，A位陽離子有序促進了氧的體遷移和表面轉運能力以及OER活性，而氧空位有序削弱了OER活性。

研究人員制備了具有PBCFx陽極和La_0.6Sr_0.4FeO_3?δ-Sm_0.2Ce_0.8O_2?δ(LSF-SDC)陰極的SOECs，并在800°C下進行了測試。與A位無序的PBCF22和氧空位有序的PBCF31相比，A位有序和氧空位無序的PBC陽極表現出優異的OER性能，其在2.0 V的電流密度高達3.40 A cm^?2。

此外，PBC陽極在1.2 V下連續運行200 h后性能僅發生輕微下降，表明具有PBC陽極的SOEC具有較高的電解性能和優異的穩定性。總的來說，該項工作揭示了鈣鈦礦中微觀結構順序對高溫OER動力學的影響，并為先進的SOEC陽極材料的設計提供了指導。

Tailoring Ion Ordering in Perovskite Oxide for High-Temperature Oxygen Evolution Reaction. Angewandte Chemie International Edition, 2023. DOI: 10.1002/anie.202307057

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