MIT李巨等ACS Energy Letters：热冲击策略助力两分钟合成SOC粉末！

得益于其高效和环保的特点，全固态电化学电池是一类重要的能量转换装置。它们由开放式多孔陶瓷电极和致密陶瓷电解质膜组成，不同的固体在室温下不能在较短的时间范围内相互反应。因此，需要在更高的温度和长时间处理才能获得目标相。此外，由于熔炉的热惯性，加热和冷却速率较低，通常需要等待数小时才能获得目标粉末。实际上已经进行了广泛的努力来减少陶瓷合成的时间和成本，例如放电等离子体合成、微波合成和闪速合成。尽管这些方法可以增强反应动力学，从而减少合成时间，但仍然难以以高通量方式进行多种组合物的合成。

鉴于此，美国麻省理工学院李巨教授和Bilge Yildiz教授等人通过热冲击在2分钟内成功合成了用于固体氧化物电池（SOC），具有钙钛矿结构的混合离子和电子导电电极粉末，从而一举扭转了传统烧结需要两步，消耗将近40小时的不利之处。这得益于向系统提供的高温，极大地提高了原材料之间的反应动力学。此外，具有萤石结构的典型电解质粉末，如(Y₂O₃)_0.08(ZrO₂)_0.92（YSZ）和Sm_0.2Ce_0.8O_1.95（SDC），也可以通过热冲击在几分钟内合成，这显著减少了固体氧化物电池的制备时间。此外，通过调整碳载体尺寸，可以轻松地一次制备多个样品。热冲击技术的快速合成使得以高通量和经济的方式开发用于固体氧化物电池的新型功能陶瓷粉末成为可能。相关论文以“Synthesizing Functional Ceramic Powders for Solid Oxide Cells in Minutes through Thermal Shock”为题发表在ACS Energy Lett.。