A位掺杂的LaFeO3纳米颗粒电化学性能的研究

闫鑫穗，刘佳维，顾磊，周子健，常豪然，杨辅军

(湖北大学物理与电子科学学院， 铁电压电材料与器件湖北省重点实验室， 湖北 武汉 430062)

0 引言

燃料电池是一种可以直接将存储在燃料和氧化剂中的化学能转变为电能的装置，具有能量转换效率高、污染小及噪音很小等优势.其中，氧析出(OER)以及ORR性能是燃料电池和水解氢等可再生能源技术的核心.虽然Pt及其合金是催化效果很好的ORR催化剂，但它的价格非常昂贵不利于推广，并且Pt及其合金催化剂的稳定性不强，很难满足商用的需求.

作为典型的钙钛矿材料，LaFeO3因其环境友好、富含电子转移所需的氧空位、价格低、易制备、碱性环境中稳定等特点而成为催化领域的研究热点[1-3].经研究发现，钙钛矿材料的ORR反应催化效果取决于表面吸附性、内在活性和电子转移速率等诸多因素.钙钛矿材料的结构通式为ABO3，其中A位可能被稀土、碱土等大离子占据，而B位通常为过渡态金属阳离子.由于钙钛矿骨架的高度稳定性，在容忍因子范围内多种三价金属阳离子可以占据A和B位.而且，也可以用其他价态金属阳离子取代A和B位阳离子中的一个或两个.在这种情况下，为了保持电中性，钙钛矿材料可能形成阴离子、阳离子空位等结构缺陷.这些都可以改变B—O键以及增加氧空位含量从而提升钙钛矿材料的催化性能[4-6].本文中主要对比研究A位Bi离子不同替代比例下LaFeO3的ORR性能.

1 实验方法

本研究采用溶胶-凝胶法制备La1-xBixFeO3纳米颗……