日本九州大学成功研制中温固体氧化物燃料电池
科技日报·2025-08-13 14:27
这一成果解决了掺杂量与离子传输效率难以兼顾的长期难题,为开发低成本、低温SOFC提供了新路 径。研究人员表示,这一原理不仅适用于燃料电池,还可推广到低温电解器、氢气泵以及将二氧化碳转 化为有价值化学品的反应器等,有望为氢能普及和减碳带来更广泛影响。(张佳欣) 责任编辑:闫弘旭 研究团队最终发现,将高浓度的钪掺杂到锡酸钡和钛酸钡中,可在300℃条件下实现超过0.01S/cm的质 子电导率,这一数值与传统SOFC电解质在高温运行时的性能相当。 结构分析与分子动力学模拟显示,钪原子会将周围的氧原子连接成"ScO6高速通道",使质子以极低的 迁移势垒快速通过。这条通道宽阔且振动柔和,避免了高掺杂氧化物中常见的质子陷阱。晶格动力学数 据还表明,锡酸钡和钛酸钡的结构比传统SOFC材料更"柔软",可吸收更多钪,从而进一步提升质子传 输性能。 固体氧化物燃料电池(SOFC)因高效率和长寿命而备受关注,但其运行温度通常高达700—800℃,需 使用昂贵的耐高温材料,这制约了其广泛应用。据最新一期《自然·材料》杂志报道,日本九州大学研 究团队研制出可在300℃中温条件下高效运行的新型SOFC,有望推动低成本、低温SOFC的开发, ...