最近，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院宣布，由Ji-Won Son博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)與韓國(guó)高級(jí)科學(xué)技術(shù)研究院的Seung Min Han教授的聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)出了一種新薄膜技術(shù)，可顯著減少陶瓷燃料電池陽(yáng)極中鎳催化劑的數(shù)量和尺寸，抑制氧化還原反應(yīng)循環(huán)帶來(lái)的惡化。因此通過(guò)該技術(shù)開(kāi)發(fā)出的陶瓷燃料電池，不僅高性能而且有著絕佳的穩(wěn)定性，同時(shí)還能將所需的催化劑量減少20倍。

據(jù)悉，陶瓷燃料電池是高溫燃料電池的代表，一般在-800℃或更高的溫度下工作。因此，相對(duì)于昂貴的鉑催化劑，像鎳這樣更為廉價(jià)的催化劑被使用得更多，一般會(huì)占據(jù)陶瓷燃料電池陽(yáng)極體積的40%左右。

然而，由于鎳在高溫下會(huì)團(tuán)聚，當(dāng)陶瓷燃料電池一直處于“停止-重啟”循環(huán)的氧化和還原過(guò)程中時(shí)，會(huì)發(fā)生不可控的膨脹，最終導(dǎo)致整個(gè)陶瓷燃料電池結(jié)構(gòu)被破壞。這一致命的缺陷使得陶瓷燃料電池很難應(yīng)用于需要頻繁啟動(dòng)的應(yīng)用中。

為了克服這個(gè)問(wèn)題，Ji-Won Son博士的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新的陽(yáng)極概念用以減少其含鎳量，并讓鎳粒子能夠彼此隔離。為了補(bǔ)償催化劑的減少，研究人員使用薄膜沉積工藝將鎳納米顆粒均勻地分布在陶瓷基體中，從而大大提高了鎳的表面積。

與傳統(tǒng)的陶瓷燃料電池相比，這種使用新型陽(yáng)極的陶瓷燃料電池即使經(jīng)過(guò)100多個(gè)氧化還原反應(yīng)循環(huán)，也沒(méi)有出現(xiàn)劣化或性能下降的情況，而傳統(tǒng)的陶瓷燃料電池經(jīng)過(guò)不到20次循環(huán)就失效了。此外，盡管鎳含量大幅度降低，新型陶瓷燃料電池的功率輸出卻比傳統(tǒng)電池提高了1.5倍。

博士解釋了這項(xiàng)研究的重要性：“這種新型陶瓷燃料電池可應(yīng)用于發(fā)電廠以外的領(lǐng)域，例如需要機(jī)動(dòng)性的地方。”目前該研究結(jié)果已發(fā)表在“Acta Materialia”上。

粉體圈Coco編譯