耐用性高，耐焦化、耐硫，燃料通用的質子陶瓷燃料電池

Highly durable, coking and sulfur tolerant, fuel-flexible protonic ceramic fuel cells.

Nature，volume 557, pages217–222 (2018) 

該論文由科羅拉多礦業大學（Colorado School of Mines）、馬里蘭大學（University of Maryland）、勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL）等大學和機構合作完成。

質子陶瓷燃料電池與高溫固體氧化物燃料電池類似，可以直接使用氫氣或碳氫化合物作為燃料，發電效率高于50%。固體氧化物燃料電池容易受到焦化和硫中毒的影響，導致電池性能下降。質子氧化物燃料電池具有更好的性能和抗焦化能力，但之前并沒有這方面系統的研究。

本文系統研究了11種不同燃料的質子陶瓷燃料電池在500-600℃條件下的長時間運行情況。燃料包括氫氣，甲烷，天然氣（含或者不含硫化氫），丙烷，正丁烷，異丁烷，異辛烷，甲醇，乙醇和氨，這些氣體幾乎包括了所有燃料類型。

在沒有對電池組成或結構進行任何修正的情況下，使用商用燃料，對燃料未進行任何前處理，結果顯示電池能夠耐受大的溫度波動；即使在數千小時連續運行之后，也沒有觀察到焦化現象；大多數情況下，持續運行一千小時，燃料的降解低于1.5%。另外，即使有硫的存在，在低溫和高溫情況下，并沒有影響到電池的性能。燃料的通用性和長期穩定性顯示這項技術非常有希望推廣普及到商用領域。

這項研究成果于2018年5月在Nature發表，引發了不小的轟動。文中使用Gamry電化學工作站Reference 3000進行I-V極化曲線測試，實驗在高溫條件下的混合質子和氧離子導體中進行。