DOI: 10.1021/acsami.2c20974

纳米纤维作为可逆固体氧化物电池（ReSOCs）的高活性空气电极具有巨大的前景。然而，一个棘手的问题是如何将纳米纤维粘附到电解质上而不破坏其原始形态。在此，研究者通过一种简单的直接组装方法将PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ（PBCC）纳米纤维应用于空气电极，该方法保留了纳米纤维大部分独特的微观结构，并且通过施加电化学极化实现纳米纤维电极与电解质的牢固粘附。具有PBCC纳米纤维空气电极的单电池表现出优异的最大功率密度（1.97W/cm2）、电解性能（1.3V时为1.3A/cm2），在750℃下持续200h的运行稳定性。总体而言，上述发现为利用纳米纤维电极来实现高性能且耐用的ReSOCs提供了一种简便方法。

图1.（a）静电纺丝过程示意图。（b）所制备的PBCC-F的SEM图像、（c）XRD图谱、（d）HRTEM图像以及（e）HAADF图像和元素图。（d）中的插图为显示超晶格的FFT图案。

图2.制备的直接组装空气电极表面的SEM图像：（a）PBCC-F和（b）PBCC-P。

图3.PBCC-F和PBCC-P电池在750℃下的电化学性能。（a）放电和充电曲线。（b）峰值功率密度与工作温度的函数关系。（c）在燃料电池和电解模式下，PBCC-F电池在0.5A/cm2时的恒电流稳定性曲线。（d）两种电池的奈奎斯特图和Bode图以及（e）RΩ、RL′+RL、RM和RH的比较。（e）中插入了用于拟合EIS数据的等效电路。

图4.在0.5A/cm2和750℃下保持20h后，PBCC-F电池的SEM图像：（a,b）在开路条件下，（c-f）在极化条件下。（c,d）与电解液接触的内表面。（e）断裂和（f）抛光横截面。（f）在抛光前，将样品嵌入树脂中，界面接触用圆圈表示。

图5.在0.5A/cm2和750℃下极化20h后，PBCC-F电池致密GDC阻挡层表面的SEM图像。通过（a,b）胶带和（c）酸处理去除空气电极。（d）未涂覆空气电极的裸露致密GDC阻挡层表面。注意，（c）中存在一定的充电效应。