​骆静利Nature子刊：B位补充机制立大功！大大提高具有外溶纳米粒子钙钛矿的稳定性

具有外溶纳米粒子的钙钛矿(P-eNs)对于二氧化碳(CO₂)还原固体氧化物电解槽显示出巨大的应用潜力。尽管在促进B位阳离子脱溶以增强催化活性方面取得了成就，但P-eN在高电压下较差的稳定性极大地阻碍了它们的实际应用，并且该问题尚未进行深入研究。基于此，阿尔伯塔大学骆静利课题组选取双钙钛矿Sr₂Fe_1.3Ni_0.2Mo_0.5O_6-δ(SFNM)为模型，详细阐述钙钛矿支架结构变化对P-eNs稳定性的影响。

控制A位缺陷或实施拓扑离子交换(TIE)有望成为调节SFNM中B位空位浓度的途径。然而，由于SFNM中Sr位点缺陷(<5% mol)有限，无法通过控制A位点缺陷以在B位点外脱后重新填充空位，因此，研究人员采用TIE辅助脱溶来微调钙钛矿支架的B位占据，同时促进纳米颗粒的形成。

为了启动TIE辅助的脱溶，外来Fe离子因其相对较高的氧化还原稳定性而成为B位填充剂的良好选择。此外，密度泛函理论(DFT)结果证明了在SFNM中将客体Fe与主体Ni交换的可行性是由共偏析能量的差异驱动的。

通过简便的冻干方法在SFNM支架表面引入均匀的客体Fe覆盖层，然后将Fe补充到减少的SFNM中的B位空位中。因此，稳健的Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ(SFM)具有减少的B位空位和Ni掺入，并伴随着FeNi合金纳米粒子的脱溶。

电化学测试和结构表征证实，将客体Fe掺入的SFNM的B位空位中导致钙钛矿具有更高的催化活性和稳定性(尤其是当外部电压≥1.6 V时)。此外，从短/通过长期稳定性能和后期表征，从结构稳定性的角度揭示了在高电位下添加/不添加B位点的还原型SFNM的降解机制。这些结果突出了结构坚固的钙钛矿支架结构对P-eNs在SOEC中稳定催化CO₂还原的重要性，也为合理设计先进的多相P-eN和其他催化系统提供了范例。

Boosting The Stability of Perovskites with Exsolved Nanoparticles by B-site Supplement Mechanism. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-32393-y