随着全球对高效能量转换技术的需求日益增长，固体氧化物电池（SOC）因其高效运行特点成为备受关注的研究领域。Energy & Environment Materials发表了一项由Weiwei Fan团队带领的研究，提出了一种创新的极端热处理（Extreme Heat Treatment, EHT）技术，实现了对称固体氧化物电池（SSOCs）电极的秒级制备。相比传统需要数十小时的高温烧结工艺，EHT技术将电极的制备时间大幅缩短至几秒，极大提升了生产效率，同时展现出优越的电化学性能。
图文解析
本研究开发的EHT技术极大缩短了对称固体氧化物电池（SSOCs）电极的制备时间，从传统工艺中的数十小时缩减至数秒。以下是研究中的关键发现与实验结果展示：
图1展示了SOC的工作原理及电极制备工艺的对比。传统方法需长时间高温烧结，而EHT技术通过极短时间的加热完成电极材料的相变和致密化。
图2展示了EHT技术的温度曲线及喷雾打印工艺。X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）图像表明，EHT处理后的电极具有良好的多孔结构，与电解质界面附着性优越，为提升电池电化学性能提供了基础。
图3通过电化学阻抗谱（EIS）分析了EHT电极的电化学性能，显示出显著降低的极化电阻，验证了其优异的催化活性和稳定性。在900°C条件下，EHT制备的电极峰值功率密度（PPD）达到了966 mW cm⁻²，表现出巨大的应用潜力。
研究意义与前景展望
这项研究的最大亮点在于EHT技术的快速加热机制，能够在极短时间内实现电极材料的快速制备，并显著提升电池的电化学性能。特别是900°C下的实验结果显示，经过EHT处理的电极性能相比未经处理的电极提升了近9倍。这一突破为固体氧化物电池的商业化应用开辟了新路径，未来在能源存储和转换领域具备广阔前景。
极端热处理领域技术领跑者
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中科精研的产品具备极高的温控精度、灵活的加热模式和强大的可扩展性，适用于从实验室研发到工业生产的多种需求。尤其是在超快加热、高温处理以及高通量测试等方面，焦耳加热装置为科研人员提供了极大的便利，提升了实验效率，助力材料研发的创新突破。
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文章链接：
《Rapid Fabrication of Electrodes for Symmetrical Solid Oxide Cells by Extreme Heat Treatment》
作者：Weiwei Fan, Zhu Sun, Manxi Wang 等
Energy & Environment Materials (2024), DOI: 10.1002/eem2.12718
