近日，西安建筑科技大學材料科學與工程學院云斯寧教授帶領的新能源材料研究團隊，在提升燃料電池性能方面取得重要進展。

傳統的燃料電池為了獲得足夠性能，往往需要在高溫下運行，導致了能耗高、材料損耗快等問題。云斯寧教授團隊此次創新之處在于，他們像“魔術師”一樣，在電池運行過程中，巧妙地將電極的副產物“變廢為寶”，直接轉化成了具有優異導電能力的功能電解質。

該團隊通過在二氧化鈦電解質中精心設計結構，通過聚苯乙烯球軟骨架和鋰基電極的協同，成功引導電池內部發生“在線原位結構轉變”，最終形成了一種穩定的鋰—鈦—氧—碳異質結構。這種結構如同為離子傳輸修建了一條“高速公路”，顯著降低了電池在中等溫度（550攝氏度）下工作的離子傳輸阻力，從而使其能夠快速通過。

得益于這一創新設計，基于該電解質構建的氫燃料電池，性能遠超傳統體系及其他同類報道的電池。在550攝氏度這一工作條件下，不僅實現了超高的離子電導率，其功率密度更是達到了1239 mW?cm-2，為中等溫度區間的電化學能源器件樹立了全新的性能標桿。

該項研究為解決中低溫燃料電池的核心技術瓶頸提供了全新思路，其“電極—電解質協同”的設計理念，未來有望應用于其他類型燃料電池及多種新能源器件的設計中，對推動電動汽車、便攜電源和分布式儲能等清潔能源技術的商業化具有重要意義。


責任編輯：黃蕊