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广州大学黄埔氢能源创新中心叶思宇院士团队在Adv. Energy Mater.期刊发表论文

来源:     作者:    编辑:chen    发布时间:2022-08-18 10:00    点击数: Views

近日,广州大学黄埔氢能源创新中心叶思宇团队在材料领域著名期刊Adv. Energy Mater.(影响因子:29.7)发表了题为“Advanced Cathode Materials for Protonic Ceramic Fuel Cells: Recent Progress and Future Perspectives”的论文,该论文被选为封面论文(Front Cover)

氢能的高效利用,有助于碳达峰、碳中和这一目标的有效实现。燃料电池作为直接使用氢能发电而不产生任何碳排放的器件备受青睐。目前,常见的燃料电池按照工作温度可分为低温质子交换膜燃料电池(PEMFC; 200)和高温固体氧化物燃料电池(SOFC; 800)。然而两类燃料电池均存在短板:由于工作温度较低,PEMFC通常需要使用大量贵金属催化剂;SOFC工作温度较高,不需要使用贵金属催化剂,但其寿命受到严重制约。可在中温区域(400-700)工作的质子陶瓷燃料电池(PCFC)既不需要贵金属催化剂,又可实现较高的能量转换效率(热电联供等),近年来备受瞩目。与PEMFCSOFC相比,PCFC工作原理有所不同。PCFC阴极三相界面的构筑需要同时实现质子、氧离子和电子的传导,是限制其电化学性能发展的关键因素。在有关PCFC的报道中 ,阴极材料的研发占据半壁江山。目前,根据离子传导类型,阴极材料主要分为三大类:氧离子/电子传导型氧化物,质子-氧离子/电子传导型复合氧化物,质子/氧离子/电子传导型氧化物。据此,本文指出了质子传导在PCFC阴极材料中的重要性,综述了PCFC的三类阴极材料的最新进展,同时系统比较和分析了三类阴极材料在实际PCFC器件中的电化学性能。在本文最后,给出了质子陶瓷燃料电池及其阴极关键材料面临的挑战,并提出将AI技术应用至质子陶瓷燃料电池及其关键材料开发的美好前景。

本文第一作者是博士后汪宁,第一通讯单位是广州大学黄埔氢能源创新中心/化学化工学院,杜磊副教授、加拿大工程院院士叶思宇教授、华南理工大学数学学院袁保印博士为共同通讯作者。

【文章来源】

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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