質子陶瓷燃料電池(PCFC)是最有效的能量轉換裝置之一。然而，當前PCFC的性能受到緩慢的氧還原反應(ORR)動力學和由于污染物中毒(例如Cr物質和蒸汽)導致的陰極快速降解的極大限制。基于此，華南理工大學陳宇和臺灣陽明交通大學YongMan Choi等報道了一種Pr_0.9Co_0.3Fe_0.7O₃(PFC)催化劑涂層，其可以顯著提高雙鈣鈦礦PrBa_0.5Sr_0.5Co_1.5Fe_0.5O_5+δ(PBSCF)陰極的ORR活性和可持續PCFCs的穩定性。

在含3% H₂O的空氣中，650 °C下，PFC涂層PBSCF(PFC-PBSCF)電極的極化電阻(R_p)在運行100小時后從≈0.39 Ω cm²增加到0.45 Ω cm²；相反，PBSCF電極的R_p從0.63 Ω cm²增加到0.82 Ω cm²。

此外，具有PFC-PBSCF陰極的PCFC表現出優異的峰值功率密度(在650 °C時約為1.08 W cm^-2)和顯著提高的耐久性(降解率為0.03% h^-1)，遠優于使用PBSCF陰極的電池(≈0.75 W cm^-2和0.12% h^-1的降解率)。

通過拉曼光譜和密度泛函理論(DFT)計算，進一步證實納米結構的PFC催化劑涂層有效地減少了陰極表面含Cr的物質(PFC-PBSCF)的數量，并減少了(Ba_1-xSr_x)CrO₄的形成。

此外，研究人員通過理論分析合理地解釋了如何通過CrO₃和CrO₂(OH)₂在PFC-PBSCF陰極上形成Cr₂O₃ NPs，以及如何增強PFC修飾的PBSCF陰極的Cr耐受性。本研究將為實現燃料電池或電解電池等固體陶瓷電池的合理設計高活性和耐鉻電極提供了有效策略。

Surface Regulating of a Double-Perovskite Electrode for Protonic Ceramic Fuel Cells to Enhance Oxygen Reduction Activity and Contaminants Poisoning Tolerance. Advanced Energy Materials, 2022. DOI: 10.1002/aenm.202200761