摘要：通過將高活性陰極與新型復合物相結合，燃料電池的工作溫度達到了500攝氏度——這是商業化應用的一個最佳溫度。
由西北大學教授和燃料電池鼻祖Sossina Haile領導的一個研究團隊，創建了一個新的燃料電池，此電池表現出了卓越的能量密度和在最佳工作溫度下的長期的穩定性，這一發現將提高將燃料電池納入未來可持續能源的可能性。
西北大學材料科學與工程及應用物理學教授Haile, Walter P說道：“多年來，工業界告訴我們，圣杯就是高能量密度的燃料電池在500攝氏度下工作，其意味著擁有更長的壽命和更便宜的成本。并通過這項研究，我們現在可以設想出一條通向成本效益高、改變能源現狀的道路。”
這項題為《具有卓越能量密度和穩定性的新型質子陶瓷燃料電池的研究》的文章于2月12日發表在《自然能源》雜志上。Sihyuk實驗室的一位博士后研究員擔任該文章的第一作者。
雖然最近的研究表明一些質子陶瓷燃料電池具有巨大的潛力，可以為環境提供可持續性好、成本效益高的發電，但是這些電池的高電解質導電率未能產生預期的功率輸出。
Haile說：“眾所周知，一些電解質在500攝氏度有著優良的導電性，但是在某種程度上，電極在這種情況下的燃料電池中并不能正常工作。”
該團隊克服了著一挑戰，他們通過結合高活性陰極——雙鈣鈦礦陰極PBSCF合成了一種新型的化學穩定的電極，并被標記為BZCYYb4411。新型電解質材料允許離子快速移動，而且與之前的電解質不同的是，它即使工作了成百上千小時也可以保持穩定。
Haile （他領導了理論的研究并且指導實驗設計并監督研究）說：“我們通過改變電極、改善電解質、創造良好的接觸和復合兩種材料的方法，從而解決了多個問題。”
多年來，科學家們追求燃料電池在500攝氏度下高功率的運行——一個商業化的最佳溫度。Haile聲稱，這個發現向降低燃料電池的成本和可持續能源的發展邁出了重要的一步。
“高溫轉化可以獲得更高的效率，但是因為需要額外的輔助部分，因此其成本更高。”在這里，我們展現出了一個明確的道路，來實現燃料電池產生清潔電力的潛力。
Haile表示，下一個挑戰是開發具有延伸性的制造路線。目前，獲得極好的電極和電解質的接觸需要一個昂貴的處理步驟。為了支持商業化運作，Haile和他的團隊對如何以更具成本效益的方法來解決這個問題有了初步的想法。Haile的團隊還將研究燃料電池的可逆過程，這將把電能轉化成氫能，用于電網備份。
“一想到我們現在在哪里和我們可以走到哪里，這就很令人興奮了。” Haile說。
該項研究由美國能源部高級研究項目機構——能源和國家科學基金會資助，其中包括Haile在西北大學的研究團隊以及馬里蘭和加州理工學院的科學家。
原文來自sciencedaily.
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