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2026 article

Oxygen-Vacancy-Engineered CaZr1– x Y x O3–δ for High-Performance Low-Temperature SOFCs

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Rattachement africain : pk, cn, us, bd, Maroc, sa. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Solid oxide fuel cells (SOFCs) are emerging as transformative electrochemical energy-conversion technologies for sustainable and carbon-neutral power generation owing to their exceptional efficiency, fuel flexibility, and ultra-low emissions. However, the inherently limited ionic transport and elevated operating temperatures of conventional electrolytes remain major barriers to efficient low-temperature operation. In recent years, proton-conducting CaZrO3-based electrolytes have attracted increasing attention due to their chemically tunable defect chemistry and structural stability. However, their limited proton concentration and constrained defect mobility continue to limit ionic transport kinetics at reduced temperatures. Here, we report a defect-engineered perovskite electrolyte, CaZr1–xYxO3–δ (CZY; x = 0, 0.1, 0.2, and 0.3), through aliovalent yttrium-mediated defect engineering that generates highly mobile oxygen vacancies and protonic defects. Comprehensive structural and electrochemical investigations, including XPS, FTIR, Raman spectroscopy, impedance spectroscopy, and distribution of relaxation time (DRT) analysis, reveal dynamically activated defect pathways and accelerated cooperative proton/oxide ion transport kinetics. The optimized CZY composition exhibits a remarkable protonic conductivity of 0.132 S/cm together with peak power densities (PPDs) of 863 mW/cm2 at 550 °C and 266 mW/cm2 at 400 °C, whereas optimized CZY (x = 0.2) exhibits a minimized activation energy of 0.34 eV, lower than those of 0.36 eV (CZY, x = 0.3) and 0.46 eV (CZY, x = 0.1), indicating accelerated ion transport. These findings establish defect-engineered zirconated perovskites as a powerful platform for highly efficient reduced-temperature electrochemical energy-conversion and storage technologies.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Oxygen-Vacancy-Engineered CaZr1– <i>x</i> Y <i>x</i> O3–δ for High-Performance Low-Temperature SOFCs
Date Crossref
27/08/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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