p As células a combustível de óxido sólido (SOFCs) são uma tecnologia promissora para a conversão limpa de energia química em energia elétrica. Mas sua eficiência depende da taxa na qual sólidos e gases interagem nas superfícies dos eletrodos dos dispositivos. Assim, para explorar maneiras de melhorar a eficiência de SOFC, uma equipe internacional liderada por pesquisadores do Berkeley Lab estudou um modelo de material de eletrodo de uma nova maneira - expondo uma faceta diferente de sua estrutura cristalina ao gás oxigênio em pressões e temperaturas operacionais. p "Começamos fazendo perguntas como, poderiam diferentes taxas de reação ser alcançadas a partir do mesmo material, apenas mudando a superfície com a qual o oxigênio reage? "disse Lane Martin, um cientista docente na Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab. "Queríamos examinar como a configuração atômica em superfícies específicas desses materiais faz a diferença quando se trata de reagir com o gás oxigênio."

p Filmes finos de um material catódico SOFC comum, ferrita de cobalto e estrôncio de lantânio (LSCF), foram sintetizados para expor uma superfície que foi orientada ao longo de um plano cristalográfico diagonal. As medições eletroquímicas nesta superfície atípica produziram taxas de reação de oxigênio até três vezes mais rápidas do que as medidas no plano horizontal normal.

p Para entender melhor os mecanismos subjacentes a essa melhoria, os pesquisadores usaram a Advanced Light Source (ALS) do Berkeley Lab para sondar a 'nova' superfície em altas temperaturas e em diferentes pressões de oxigênio. Os resultados revelaram que diferentes planos cristalográficos estabilizam diferentes químicas de superfície, mesmo que a química na maior parte dos filmes não tenha mudado.

p "Expor superfícies diferentes ao ar pode levar a estruturas completamente diferentes, quimicas, e concentrações de defeitos a um ponto em que essas superfícies quase parecem e agem como materiais diferentes, "disse Abel Fernandez, um estudante de graduação em Ciência e Engenharia de Materiais na UC Berkeley e co-autor do estudo. "Levar nossos resultados em consideração pode permitir aos fabricantes uma maneira relativamente simples de aumentar a reatividade dos cátodos baseados em LSCF sem a base normalmente necessária para a utilização de novos materiais químicos."