日本九州大学研制出 300℃中温固体氧化物燃料电池，商业化进程有望加速
2025-08-12 09:25:43
来源：IT之家
8 月 12 日消息，根据 8 月 8 日最新一期《自然・材料》杂志的报道，日本九州大学的研究团队成功研制出了一种新型固体氧化物燃料电池(SOFC)，该电池能够在 300℃的中温条件下高效运行，这一成果有望推动低成本、低温 SOFC 的开发，并大幅加快其商业化进程。
固体氧化物燃料电池以其高效率和长寿命的优势而备受关注，然而，其运行温度通常高达 700~800℃，这使得它需要使用昂贵的耐高温材料，如特殊的连接件、密封件和重型绝缘材料等，从而制约了其广泛应用。
九州大学的研究团队采用了创新的材料设计方案，他们将额外的钪负载到 BaSnO₃和 BaTiO₃电解质中。在这种电解质中，钪原子不再闲置，而是排列成连续的 ScO₆链，形成了所谓的 “钪超级高速公路”，这可以想象成是让质子几乎无阻力穿行的快速通道。实验结果显示，这种新型电解质在 300℃条件下实现了超过 0.01S/cm 的质子电导率，这一数值与传统 SOFC 电解质在 700~800℃高温运行时的性能相当。
传统的 SOFC 电解质通常需要 700–800℃才能达到类似的质子电导率，而这个 ScO₆通路，加上陶瓷晶格的自然 “弹性”，使得在 300℃时就能实现高效传输。温度的大幅降低意味着可以摒弃昂贵的高温材料，从而显著降低初始投资和持续运营成本，同时也延长了电池元件的使用寿命，降低了性能衰减速率。
固体氧化物燃料电池因其高效率和长寿命的特点，历经了数十年的研发，但极端高温要求一直是行业发展的障碍。九州大学团队的这一突破，为实际规模的扩大打开了大门。不过，钪仍然是一种小众元素，目前主要以高价进行小批量交易，确保稳定的钪供应和有效控制成本，将是推动这一技术实现大规模商业应用需要解决的关键问题。
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