近日，实验室副主任吕友军教授联合培养博士生茱莉亚博士参与的研究工作“Materials design of perovskite solid solutions for thermochemical applications”在《Energy & Environmental Science》2019, 12, 1369--1384发表。

       钙钛矿结构的氧化物（AMO3）是热化学过程中优异的载氧体，其性能可以通过改变金属元素组成进行有效调控。本文开发了一种通过改变M位两种过渡金属离子的配比来合理调控钙钛矿氧化还原性能的方法。M位两种过渡金属离子半径不同带来的结构上的影响通过调节A位两种金属离子的配比进行平衡。通过此方法设计合成了一大批结构稳定的钙钛矿型氧化物并测试了其在不同温度和氧分压条件下的氧化还原性能。同时，基于密度泛函理论计算了240种钙钛矿氧化物的还原焓和还原熵，并将其中24种氧化物的计算结果与通过实验测试得到的热力学参数进行了对比以验证该理论模型。在此基础上建立了还原焓和还原熵随氧空位浓度δ变化的经验模型。该模型可基于氧化还原性能进行钙钛矿材料筛选，从而为不同的热化学过程的需求设计合理的钙钛矿材料组分。以上数据均加入MPContribs项目，目前已提供公开可用的用户控制交互界面用于钙钛矿材料设计。

Fig.Creating perovskite solid solutions with two different M species M0 and M00 and two different A species A0 and A00 . The redox enthalpy is mainly governed by the transition metal species M, and can be fine-tuned by mixing different transition metals. To obtain a stable crystal structure, A site species are chosen to match a target tolerance factor t.

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