【引言】
由A2BB’O6（A代表堿金屬,，B和B’代表過度金屬）金屬組成的雙鈣鈦礦由于其*的性質而引起了人們的廣泛關注,。它們中的大多數(shù)在低溫下具有反鐵磁序，但這些性質可以通過適當改變金屬或氧的亞晶格而顯著改變,。如今,，有一個極大的可能降低固態(tài)氧化物燃料電池的運行溫度（通常為1000 °C）、減少制造和運營成本,、經濟上可行的綠色替代能源轉換的方法,。新型電極和電解質材料的開發(fā)與應用在650 °C 至 850 °C區(qū)間具有良好的性能是一個*的前提條件。使用離子-電子混合導體作為電極是一種很有前途的選擇,，可以改善電極在這些溫度下的性能,。其中Sr2CoMoO6-δ雙鈣鈦礦已被建議作為固態(tài)氧化物燃料電池的陽極材料。
【成果介紹】
A. Aguadero等人為了模擬固體氧化物燃料電池陽極工作條件下的還原氣氛,，Sr2CoMoO6-δ晶體結構的演化一直運行在與溫度有關的中子粉末衍射從23 °C到867 °C的加熱和冷卻循環(huán)的超高真空中,。室溫下樣品為I4/m空間組的四方體。當這種氧化物加熱至262 °C以上時會經歷從I4/m四方體向Fm-3m立方體的相變,。在冷卻過程中這種相變發(fā)生在低于先前描述的氧化樣品加熱時相轉變溫度25 °C的溫度下,，并受到明顯滯后的影響。高溫立方相中CoO6和MoO6八面體沒有傾斜,，有利于軌道重疊和電子導電性,。氧原子的高遷移率是由位移參數(shù)的升高引起的，例如在867 °C為3.2 Å2,。這兩個因素都有利于這種離子-電子混合導體氧化物在單燃料電池中作為陽極的優(yōu)異性能,。在5%的H2/N2氣流下，使用Linseis的L75H1000熱膨脹儀進行了熱膨脹分析。膨脹分析顯示了在270 °C有斜率的變化,，這可能與四方體向立方體的相變有關,。在50 °C到270 °C的溫度范圍內四方體的熱膨脹系數(shù)為14.5×10−6 K−1，在270 °C到50 °C的溫度范圍內立方體的熱膨脹系數(shù)為11.2×10−6 K−1,。
【圖文導讀】
圖1 Sr2CoMoO6-δ由四方體向立方體相轉變過程中的中子粉末衍射圖
圖2 23 °C 下Sr2CoMoO6-δ在I4/m空間組四方體的觀測（十字架）,、計算（實線）和差異性（底部）中子粉末衍射圖，垂直標記對應于允許的布拉格反射
圖3 （a）四方體和（b）立方體的晶體結構
圖4 加熱過程中原位中子粉末衍射數(shù)據(jù)中單元參數(shù)的熱變化,。由四方體向立方體的相轉變溫度約262 °C,，插圖為四方體區(qū)域傾斜角度的變化
圖5 803 °C下Sr2CoMoO6-δ在Fm-3m空間組立方體的觀測（十字架）、計算（實線）和差異性（底部）中子粉末衍射圖,，垂直標記對應于允許的布拉格反射
圖6 在加熱過程中氧和金屬原子各向同性熱位移的熱演化
圖7 冷卻過程中收集的中子粉末衍射圖形的三維陣列
圖8冷卻過程中原位中子粉末衍射數(shù)據(jù)中單元參數(shù)的熱變化,。由四方體向立方體的相轉變溫度約174 °C
圖9在5% H2和95%N2的混合氣流下，從35 °C加熱至900 °C的熱膨脹圖譜
【結論】
通過原位中子粉末衍射和固態(tài)氧化物燃料電池的陽極在一般工作條件下的膨脹分析,，分析了晶體結構的熱演化和Sr2CoMoO6-δ I4/m四方體的熱膨脹,。當樣品加熱至262 °C以上時化合物會經歷從I4/m四方體向Fm-3m立方體的相轉變，受到冷卻運行期間一些滯后的影響,。在高溫立方相中,，CoO6和MoO6八面體沒有傾斜，有利于軌道重疊和電子導電性,；在這種離子-電子混合導體氧化物中,，由于位移因子的增加，氧原子具有很高的遷移率,，這就解釋了這種材料作為陽極在單燃料電池中的優(yōu)異性能,。膨脹分析顯示了在270 °C有斜率的變化，這可能與四方體向立方體的相變有關,。在立方體中利用膨脹法得到的熱膨脹系數(shù)值與加熱過程中中子衍射數(shù)精化得到的值相當,，并且與固體氧化物燃料電池中常用的電解質*吻合。
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