质子陶瓷燃料电池展示出卓越的功率密度和稳定性

PBSCF / BZCYYB4411 / CERMET阳极燃料电池扫描电子显微镜图像。

由西北大学教授和燃料电池Pioneer Sossina Haile领导的研究人员已经创造了一种在最佳温度下提供出色的电力密度和长期稳定性的新燃料电池，该发现可以提高将燃料电池纳入可持续能源未来的可行性。

“多年来，行业告诉我们，圣杯让燃料电池达到500摄氏度，高功率密度，这意味着较长的寿命和更便宜的部件，”沃尔特P. Murphy教授西北麦卡思工程学院应用物理科学与工程教授。“随着这项研究，我们现在可以设想制作具有成本效益的燃料电池和改变能量景观的道路。”

今日2月12日在自然能源期刊上发表了今天的“蛋白质陶瓷燃料电池中间温度的卓越功率密度和稳定性。Haile实验室的博士后研究员Sihyuk Choi担任本文的第一作者。

尽管最近的研究表明，一些质子陶瓷燃料电池提供环境可持续和经济高效的发电，但那些细胞的高电解质电导率未能产生预期的电力输出。

“虽然已知一些电解质在500摄氏度下具有高导电性，但是，在完全燃料电池中，电极在完全的燃料电池中不合适，”HaIle说。

Haile-LED团队通过结合高活动阴极 - 双钙钛矿正阴极PBSCF来克服这种持续挑战 - 用新的物质组成，一种化学稳定的电解质标记为BZCYYB4411，在高度珍贵的中间体中产生出色的功率密度和稳定性温度制度。这种新型电解质允许离子快速移动，并且与许多先前的电解质不同，即使在运行数百小时时也保持稳定。

“我们通过改变电极，改善电解质并在两种材料之间创造良好的接触和通信来解决多个问题，”海泰表示，领导概念的发展，引导实验设计，监督研究。

经过多年的科学家追逐大功率操作500摄氏度 - “商业化甜蜜点”，“海盗称为它 - 研究人员的发现迈出了较低的燃料电池成本和更可持续的能源的重要一步。

“高温转化为更高的效率，而且由于必要的辅助部件，成本更高，”美国化学家化学专业研究所的化学先锋奖的过去受托者的Haile说。“在这里，我们展示了实现燃料电池产生清洁电力的潜力的明显路径。”

Haile表示，下一个挑战是开发可扩展的制造路线。目前，在电极和电解质之间获得优异的接触需要昂贵的处理步骤。为了加强商业化的努力，HaIle和她的团队就如何以更具成本效益的方式接近这一点。Haile的团队还将调查使燃料电池可逆，这将电力转回氢气以放置在网格备份上。

“考虑我们现在的位置以及我们可以去的地方，这是令人兴奋的，”Haile说。

出版物：Sihyuk Choi等，“质子陶瓷燃料电池中间温度的卓越功率密度和稳定性”，“自然能源”（2018）DOI：10.1038 / S41560-017-0085-9