多元素掺杂质子导体电解质

打破导电与烧结的互斥

通过多元素协同掺杂，同时实现高质子电导率、高烧结活性和低质子俘获，克服了传统单元素掺杂顾此失彼的瓶颈。

Shu, Yang · Yin, Yanru · Boulfrad, Samir · Dai H. · Yu, Shoufu · Yueyuan, Gu · 毕磊

Advanced Functional Materials 2026

具体参数

峰值功率密度

{'zh': '2399', 'en': '2399'} mW cm⁻²

技术优势

烧结更容易

多元素掺杂显著改善了材料的烧结活性，使其在制备过程中更容易致密化，克服了传统材料难以烧结的缺点。

质子跑得更快

同位素实验表明，多元素掺杂显著减轻了质子俘获效应，降低了活化能，使质子迁移率更高，从而获得更高的体电导率。

功率密度行业领先

基于该电解质的质子导体SOFC在700°C下实现了2399 mW cm⁻²的峰值功率密度，超过了大多数已报道的BaCeO₃–BaZrO₃基电池。

应用场景

• 质子导体固体氧化物燃料电池：用新型电解质材料制作高性能SOFC，提升700°C下的输出功率。
• 高温电解制氢：作为电解池的质子导体膜，高效制氢，降低能耗。
• 电化学膜反应器：利用其高质子电导率和稳定性，用于电化学合成或气体分离。