为了解决SOFC的低温化,质子传导陶瓷燃料电池(PCFC)成为最新的研究热点。但其质子电导率远远低于高温SOFC氧离子导体的电导率。如何实现低温条件下质子导体的电导率≥ 0.1 S cm-1是目前研究的最大挑战。近日,西安建筑科技大学云斯宁(Sining Yun)教授团队、中国地质大学(武汉)朱斌(Bin Zhu)教授团队以及湖北大学,英国拉夫堡大学合作在ACS Energy Letters 发表了一篇题为“Proton Shuttles in CeO2/ CeO2-δ Core-Shell Structure”文章,打破传统,巧妙地利用半导体氧化铈的表面特殊电子态和电荷分布,构建了质子长程快速穿梭机制的质子超导,实现了高达0.16 S cm-1 的质子电导率(520 oC),并示范了优越的PCFC器件性能。基于半导体物理建立了相应理论模型,对CeO2/CeO2-δ核-壳结构内部界面电荷的形成及其对质子传输的约束效应进行了深入的分析,并揭示了CeO2/CeO2-δ内部质子超导的成因。
国际期刊《ACS Energy Letters》收录于美国化学学会(American Chemical Society,ACS)数据库。2019年6月20日,科睿唯安(Clarivate Analytics,原汤森路透知识产权与科技事业部)《SCI期刊引文分析报告》最新公布的《ACS Energy Letters》刊物影响因子为16.331,该期刊在与能源相关的材料、化学、物理、生物等相关领域具有非常高的学术影响力。