【Kaiyun·開云，科技消息】近日，日本九州大學(xué)的一項(xiàng)研究解決了燃料電池領(lǐng)域的重大難題，其開發(fā)的固體氧化物燃料電池在300攝氏度下也能高效運(yùn)行。

　　氫能是被人們寄予厚望的氣候友好型能源——但其背后的技術(shù)至今仍常因成本高昂且復(fù)雜而受限。這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)在于高運(yùn)行溫度：為了將氫氣轉(zhuǎn)化為電和水，這些電池通常需要在700℃到800℃之間運(yùn)行。這導(dǎo)致材料成本飆升，并阻礙了其在日常應(yīng)用中的普及。

　　如今，日本九州大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)取得了一項(xiàng)突破，可能克服這一障礙。他們開發(fā)了一種固體氧化物燃料電池（SOFC），在300℃就能高效運(yùn)行。該研究負(fù)責(zé)人稱，300℃下，電池的材料成本將顯著降低。

　　而成功的關(guān)鍵在于重新設(shè)計(jì)的電解質(zhì)層。這種陶瓷層能夠通過晶格傳導(dǎo)帶正電的氫離子（質(zhì)子），從而參與發(fā)電過程。通常情況下，這一過程需要高溫才能使質(zhì)子運(yùn)動。然而，研究團(tuán)隊(duì)通過有針對性地使用化學(xué)添加劑（即摻雜劑），并結(jié)合適配的氧化物晶體，成功地在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)了質(zhì)子的傳導(dǎo)。

　　經(jīng)過廣泛的測試，研究人員將重點(diǎn)放在了兩種材料上：鋇錫酸鹽（Bariumstannat）和鈦酸鋇（Bariumtitanat）。這兩種材料都摻入了鈧元素。研究發(fā)現(xiàn)，鈧原子與氧原子形成了一條“寬且振動溫和的分子高速公路”，質(zhì)子可以在這上面以極低的能量障礙遷移。此外，這兩種材料比傳統(tǒng)的電解質(zhì)更柔軟，更容易吸收摻雜劑。

　　盡管300℃與室溫相比仍然很高，但這項(xiàng)研究仍被視為重要進(jìn)展。它不僅能降低運(yùn)營成本，還可能為固體氧化物燃料電池的更廣泛應(yīng)用鋪平道路——從工業(yè)應(yīng)用到未來的家用電器。

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