Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Yang Weishen e Prof. Zhu Xuefeng do Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) revelou o mecanismo de ativação do oxigênio em materiais de perovskita contendo bário.
Os pesquisadores descobriram que BaO/BaO₂ nanopartículas precipitadas na superfície de materiais contendo Ba sob condições ricas em oxigênio de alta temperatura tiveram uma atividade ultra-alta para ativação de oxigênio, o que esclareceu o mecanismo de ativação e transporte de oxigênio de alta temperatura na superfície de óxidos de perovskita contendo Ba.

Este estudo foi publicado na revista Science Advances em 13 de abril.

Em 2000, a equipe do DICP inventou um material de membrana permeável ao oxigênio chamado Ba_0,5 Sr_0,5 Co_0,8 Fe_0,2 O_3-δ (BSCF). Devido à sua boa atividade catalítica para a ativação do oxigênio, o BSCF tornou-se um material representativo para a permeação de oxigênio e tem sido amplamente utilizado em células a combustível de óxido sólido, reações de redução de oxigênio e reações de evolução de oxigênio.

No entanto, a essência do bom desempenho da perovskita BSCF ainda não está clara.

Neste estudo, os pesquisadores analisaram o processo de permeação de oxigênio e descobriram que a adição de Ba em óxidos de perovskita poderia acelerar a cinética da reação de troca de superfície de oxigênio.

Eles identificaram a precipitação de BaO_x nanopartículas na superfície de materiais BSCF em uma atmosfera de oxigênio de alta temperatura por microscopia eletrônica ambiental e provou que materiais contendo Ba que podem ser precipitados ou decompostos em BaO_x possuem alta atividade catalítica para o processo de ativação do oxigênio.

Além disso, combinado com o cálculo DFT, eles descobriram que o BaO precipitado_x nanopartículas podem reduzir as barreiras energéticas de adsorção e dissociação de moléculas de oxigênio na redução e dessorção de oxigênio do processo de evolução de oxigênio, acelerando assim a cinética da reação de troca de oxigênio na interface gás-sólido.

"Este estudo fornece uma base científica para o projeto de membranas permeáveis ​​ao oxigênio e materiais eletrocatalíticos", disse o Prof. Yang. + Explorar mais

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