创新平台 | 质子导电“类湿砂”电解质助力超低温固体氧化燃料电池高效运行
发布时间:2025-07-11 23:00 来源:自治区亚洲博彩平台排名创新平台建设处
近日,自治区光伏技术与能源材料重点实验室研制出一种“类湿砂”电解质,基于该新型电解质构建的燃料电池器件可以在最低320℃温度下成功运行,“类湿砂”电解质确保了在更低温度下电池器件的高离子电导以及更低的离子迁移活化能。
“这项新技术可以让燃料电池在低温环境条件有波动情况下发电更省力,减少能量损耗同时,保持效率和极佳稳定性。”自治区光伏技术与能源材料重点实验室主任朱成军教授介绍,在燃料电池运行环境下原位自构建的固液共存体系的“类湿砂”电解质,犹如在钢筋模具中浇筑水泥,将传统离子导体作为固态骨架,在其内部原位引入液态熔融的碱金属氢氧化物络合物,所构建的固液界面构建了氢离子快速传输的快速路,实现了燃料电池性能与稳定性的显著提升。
长久以来,700-1000℃高运行温度是制约固体氧化物燃料电池广泛应用核心瓶颈。高温带来材料成本高昂、系统启动缓慢、长期稳定性挑战等诸多难题,阻碍商业化进程。该技术最大优势在于将传统固体氧化物燃料电池的固态电解质转换为以固体骨架为主体支撑,动态引入熔融相增强固液界面上的离子传导,使导电离子迁移从自由度更低的固体转移到自由度更高的液相中来。这项创新策略,目前能实现340小时的长期稳定性,并在320℃的低温仍能实现201 mW/cm2性能输出,为低温固体氧化物燃料电池规模化推广与应用奠定坚实技术基础。