高功率密度高稳定性燃料电池

据外国媒体报道：由西北工程学教授、燃料电池先驱Sossina Haile领导的研究小组开发出了一种新型燃料电池。该燃料电池可以在最佳温度下提供出色的功率密度和长期稳定性，这一发现提高了燃料电池在未来可持续能源社会中的可行性。

西北大学材料科学与工程教授兼工程学院应用物理学教授Haile Walter P. Murphy表示，多年来，工业界一直希望让燃料电池在500摄氏度下工作，并具有高功率密度，这样可以使得燃料电池部件变得更廉价且使用寿命变长。通过这项研究，团队设想了一条制造具有成本效益的燃料电池并改变能源格局的道路。

这项名为“在质子陶瓷燃料电池中的中等温度下卓越的功率密度和稳定性”的研究的成果，发表在2月12日的Nature Energy杂志上。Haile实验室的博士后Sihyuk Choi是该论文的第一作者。

尽管最近的研究已经证明一些质子陶瓷燃料电池具有提供环境可持续和成本效益的发电的潜力，但这些电池的高电解质电导率未能产生预期的功率输出。另外，虽然高温会转化为更高的效率，但由于必要的辅助组分，成本也会更高。

Haile领导的团队通过将高活性阴极（双钙钛矿阴极PBSCF）与一种新型物质组合物（一种标记为BZCYYb4411的化学稳定电解质）相结合，克服了这一持续性挑战，在高度珍贵的中间产物中产生出色的功率密度和稳定性温度状态。这种新型电解质允许离子快速移动，并且与许多以前的电解质不同，即使在运行数百小时后也保持稳定。

下一个挑战是开发可扩展的制造路线。目前，获得电极和电解质之间的良好接触需要昂贵的处理步骤。为了商业化，团队对如何以更具成本效益的方式来解决这个问题提出了一些想法。另外，团队也将调查燃料电池的可逆性，这将把电力转换回氢气用于电网备份。

该研究由美国能源部通过高级研究计划署能源部和美国国家科学基金会资助。