摘要：通过将高活性阴极与新型复合物相结合，燃料电池的工作温度达到了500摄氏度——这是商业化应用的一个最佳温度。
由西北大学教授和燃料电池鼻祖Sossina Haile领导的一个研究团队，创建了一个新的燃料电池，此电池表现出了卓越的能量密度和在最佳工作温度下的长期的稳定性，这一发现将提高将燃料电池纳入未来可持续能源的可能性。
西北大学材料科学与工程及应用物理学教授Haile, Walter P说道：“多年来，工业界告诉我们，圣杯就是高能量密度的燃料电池在500摄氏度下工作，其意味着拥有更长的寿命和更便宜的成本。并通过这项研究，我们现在可以设想出一条通向成本效益高、改变能源现状的道路。”
这项题为《具有卓越能量密度和稳定性的新型质子陶瓷燃料电池的研究》的文章于2月12日发表在《自然能源》杂志上。Sihyuk实验室的一位博士后研究员担任该文章的第一作者。
虽然最近的研究表明一些质子陶瓷燃料电池具有巨大的潜力，可以为环境提供可持续性好、成本效益高的发电，但是这些电池的高电解质导电率未能产生预期的功率输出。
Haile说：“众所周知，一些电解质在500摄氏度有着优良的导电性，但是在某种程度上，电极在这种情况下的燃料电池中并不能正常工作。”
该团队克服了着一挑战，他们通过结合高活性阴极——双钙钛矿阴极PBSCF合成了一种新型的化学稳定的电极，并被标记为BZCYYb4411。新型电解质材料允许离子快速移动，而且与之前的电解质不同的是，它即使工作了成百上千小时也可以保持稳定。
Haile （他领导了理论的研究并且指导实验设计并监督研究）说：“我们通过改变电极、改善电解质、创造良好的接触和复合两种材料的方法，从而解决了多个问题。”
多年来，科学家们追求燃料电池在500摄氏度下高功率的运行——一个商业化的最佳温度。Haile声称，这个发现向降低燃料电池的成本和可持续能源的发展迈出了重要的一步。
“高温转化可以获得更高的效率，但是因为需要额外的辅助部分，因此其成本更高。”在这里，我们展现出了一个明确的道路，来实现燃料电池产生清洁电力的潜力。
Haile表示，下一个挑战是开发具有延伸性的制造路线。目前，获得极好的电极和电解质的接触需要一个昂贵的处理步骤。为了支持商业化运作，Haile和他的团队对如何以更具成本效益的方法来解决这个问题有了初步的想法。Haile的团队还将研究燃料电池的可逆过程，这将把电能转化成氢能，用于电网备份。
“一想到我们现在在哪里和我们可以走到哪里，这就很令人兴奋了。” Haile说。
该项研究由美国能源部高级研究项目机构——能源和国家科学基金会资助，其中包括Haile在西北大学的研究团队以及马里兰和加州理工学院的科学家。
原文来自sciencedaily.
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