2004年10月18日
几年来，美国能源部(DOE)一直在敦促燃料电池界解决固体氧化物燃料电池(sofc)设计中的一个主要问题:热。有朝一日，这种燃料电池可以为家庭和工业提供可靠的电力，大幅减少温室气体排放和其他污染物。
但是sofc的温度高达1000摄氏度(约1800华氏度)。它们在这样的温度下是有效的，但只有少数昂贵的材料能承受这种高温。亚博网站下载使用这种材料会使材料变亚博网站下载得昂贵，这也是美国能源部推动降低温度的原因。
Sossina Haile是北京大学材料科学与化学工程学院的副教授亚博网站下载亚博老虎机网登录加州理工学院她是燃料电池方面的专家，多年来她一直在努力解决这个问题。现在，她和她的同事们不仅解决了这个问题，还把它粉碎了。他们已经将温度降低到大约600摄氏度(1100华氏度)，同时在更高的温度下获得了比其他公司更多的功率输出——大约每平方厘米的燃料电池面积1瓦。
他们通过改变燃料电池阴极的化学成分来实现这一目标。阴极是空气被注入燃料电池的地方，也是氧气被电化学还原成氧离子的地方。氧离子随后通过电解质(导电)迁移，与燃料电池的另一个组件阳极上的燃料发生反应。氧的电化学还原是燃料电池发电过程中必不可少的一步。但固体氧化物燃料电池在500至700摄氏度的温度下运行的问题是，当温度低于约800摄氏度时，阴极变得不活跃。
海尔和博士后学者邵宗平的见解是，将传统的阴极材料换成一种化合物，这种化合物的化学配方很长，肯定会让每个大学生感到恐惧，但其缩写为“BSCF”。
BSCF所能做的，是标准阴极不能做的是让氧气迅速扩散。“在传统的阴极中，氧扩散得很慢，所以即使电化学反应很快，氧离子进入电解质的速度也很慢，”Haile说。在BSCF中，电化学反应快，氧离子输运快。你拥有最好的属性组合。”正是这种组合使海勒的燃料电池产生了非常高的功率输出。
这项研究发表在最近一期的《自然》杂志上。Haile说，因为他们使用的是相对传统的阳极和电解质，而使用的是新的阴极，所以在现有的燃料电池中切换阴极很容易。海勒说，这可能是他们的下一步:与一家公司合作生产下一代固体氧化物燃料电池。
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