近日，廣州大學(xué)黃埔氫能源創(chuàng)新中心葉思宇團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域著名期刊Adv. Energy Mater.（影響因子：29.7）發(fā)表了題為“Advanced Cathode Materials for Protonic Ceramic Fuel Cells: Recent Progress and Future Perspectives”的論文,，該論文被選為封面論文(Front Cover),。
氫能的高效利用，有助于“碳達(dá)峰,、碳中和”這一目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn),。燃料電池作為直接使用氫能發(fā)電而不產(chǎn)生任何碳排放的器件備受青睞。目前,，常見(jiàn)的燃料電池按照工作溫度可分為低溫質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC; ＜200℃)和高溫固體氧化物燃料電池(SOFC; ＞800℃),。然而兩類(lèi)燃料電池均存在短板：由于工作溫度較低，PEMFC通常需要使用大量貴金屬催化劑,；SOFC工作溫度較高,，不需要使用貴金屬催化劑,，但其壽命受到嚴(yán)重制約?？稍谥袦貐^(qū)域(400-700℃)工作的質(zhì)子陶瓷燃料電池(PCFC)既不需要貴金屬催化劑,，又可實(shí)現(xiàn)較高的能量轉(zhuǎn)換效率（熱電聯(lián)供等），近年來(lái)備受矚目,。與PEMFC,、SOFC相比，PCFC工作原理有所不同,。PCFC陰極三相界面的構(gòu)筑需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)質(zhì)子,、氧離子和電子的傳導(dǎo)，是限制其電化學(xué)性能發(fā)展的關(guān)鍵因素,。在有關(guān)PCFC的報(bào)道中 ，陰極材料的研發(fā)占據(jù)半壁江山,。目前,，根據(jù)離子傳導(dǎo)類(lèi)型，陰極材料主要分為三大類(lèi)：氧離子/電子傳導(dǎo)型氧化物,，質(zhì)子-氧離子/電子傳導(dǎo)型復(fù)合氧化物,，質(zhì)子/氧離子/電子傳導(dǎo)型氧化物。據(jù)此,，本文指出了質(zhì)子傳導(dǎo)在PCFC陰極材料中的重要性,，綜述了PCFC的三類(lèi)陰極材料的最新進(jìn)展，同時(shí)系統(tǒng)比較和分析了三類(lèi)陰極材料在實(shí)際PCFC器件中的電化學(xué)性能,。在本文最后,，給出了質(zhì)子陶瓷燃料電池及其陰極關(guān)鍵材料面臨的挑戰(zhàn)，并提出將AI技術(shù)應(yīng)用至質(zhì)子陶瓷燃料電池及其關(guān)鍵材料開(kāi)發(fā)的美好前景,。
本文第一作者是博士后汪寧,，第一通訊單位是廣州大學(xué)黃埔氫能源創(chuàng)新中心/化學(xué)化工學(xué)院，杜磊副教授,、加拿大工程院院士葉思宇教授,、華南理工大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院袁保印博士為共同通訊作者。
【文章來(lái)源】
N. Wang, C. Tang, L. Du, R. Zhu, L. Xing, Z. Song, B. Yuan, L. Zhao, Y. Aoki, S. Ye, Advanced Cathode Materials for Protonic Ceramic Fuel Cells: Recent Progress and Future Perspectives. Advanced Energy Materials, (2022). DOI: 10.1002/aenm.202201882
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