科学家们发现了改善燃料电池特性的关键

近日，西北工业大学柔性电子研究所黄维团队教授李致朋在固体氧化物燃料电池中与北京师范大学教授梁颖/马天星、长安大学副教授令狐佳珺联合。(SOFC)在Physicalal领域取得了突破，并在Physical领域取得了相关成果 Review B，冯鹏是西北工业大学第一篇论文作者。

这项研究侧重于质子电解质BaHfO?深入分析A位夹杂对其质子导电性能的影响机制，不仅为SOFC电解质材料的研发注入了新的活力，也为清洁能源技术的发展提供了关键的理论支撑。

随著世界对清洁能源技术的需求不断增加，固体氧化燃料电池(SOFC)作为一种高效、清洁的能源转换设备，受到了研究人员的高度重视。氧化锆等传统氧离子导体。(YSZ)，最优运行需要超过800℃。SOFC质子传导(H-SOFC)在中低温段(400-600℃)具有优异的性能，成为大规模储能和转换的热门选择，而电解材料的特性直接关系到 SOFC 发电效率和运行稳定性。Ba基钙钛矿氧化物BaHfO是其中之一? BaZrO?同构、极低质子转移能垒(0.28eV)和优良的耐腐蚀性能，显示出巨大的潜力。

这项研究解释了BaHfO?中质子迁移的机制表明，质子转移主要是通过Grotthuss机制而非媒体机制进行的。这一发现增强了对材料上质子运输行为的理解，为更有效的质子导体设计奠定了理论基础。

通过分析质子转移过程中晶格参数的变化，确定混合或控制缺陷不会改变H?转移方式会影响转移路径和能量障碍。此外，本研究表明，低价离子的混合显著增强了BaHfO?质子浓度没有显著提高质子转移能量障碍。这种方法被证明是增强BaHfO吗?质子导电性能的有效途径。这些发现为提高质子导电性能提供了新的策略，并通过引入A位缺陷为开发新的高效SOFC电解材料奠定了基础。