固体氧化物燃料电池问世：300摄氏度也能高效运行

氢能是被人们寄予厚望的气候友好型能源——但其背后的技术至今仍常因成本高昂且复杂而受限。这项技术的难点在于高运行温度：为了将氢气转化为电和水，这些电池通常需要在700℃到800℃之间运行。这导致材料成本飙升，并阻碍了其在日常应用中的普及。

如今，日本九州大学的一个研究团队取得了一项突破，可能克服这一障碍。他们开发了一种固体氧化物燃料电池（SOFC），在300℃就能高效运行。该研究负责人称，300℃下，电池的材料成本将显著降低。

而成功的关键在于重新设计的电解质层。这种陶瓷层能够通过晶格传导带正电的氢离子（质子），从而参与发电过程。通常情况下，这一过程需要高温才能使质子运动。然而，研究团队通过有针对性地使用化学添加剂（即掺杂剂），并结合适配的氧化物晶体，成功地在较低的温度下实现了质子的传导。

经过广泛的测试，研究人员将重点放在了两种材料上：钡锡酸盐（Bariumstannat）和钛酸钡（Bariumtitanat）。这两种材料都掺入了钪元素。研究发现，钪原子与氧原子形成了一条“宽且振动温和的分子高速公路”，质子可以在这上面以极低的能量障碍迁移。此外，这两种材料比传统的电解质更柔软，更容易吸收掺杂剂。

尽管300℃与室温相比仍然很高，但这项研究仍被视为重要进展。它不仅能降低运营成本，还可能为固体氧化物燃料电池的更广泛应用铺平道路——从工业应用到未来的家用电器。