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半導體材料提升SOFC效率

2026-04-23 23:44:254286

研究人員正試圖通過降低固體氧化物燃料（SOFC）電池運行溫度的方法，增加其效率。一旦SOFC的效率得以提高，SOFC將可以應用到汽車、社區電站等更廣泛的領域。研究人員發現了一種半導體材料，使用該材料的SOFC的工作溫度降低為原來的三分之一。

美(mei)國(guo)能(neng)源(yuan)部(bu)西(xi)北(bei)國(guo)家(jia)實(shi)驗(yan)室(shi)發(fa)現(xian)了(le)一(yi)種(zhong)鍶(si)鉻(ge)氧(yang)化(hua)物(wu)，該(gai)氧(yang)化(hua)物(wu)具(ju)有(you)半(ban)導(dao)體(ti)性(xing)質(zhi)，氧(yang)氣(qi)在(zai)該(gai)種(zhong)材(cai)料(liao)中(zhong)容(rong)易(yi)擴(kuo)散(san)，且(qie)擴(kuo)散(san)作(zuo)用(yong)發(fa)生(sheng)溫(wen)度(du)很(hen)低(di)，這(zhe)使(shi)得(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)效(xiao)率(lv)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)。據(ju)悉(xi)，目(mu)前(qian)SOFC用材料要在800℃下才能實現吸收和發射帶負電的氧粒子的功能。要進一步拓寬燃料電池的應用範圍，必須提升材料性能，降低運行溫度。西(xi)北(bei)國(guo)家(jia)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)嚐(chang)試(shi)把(ba)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)做(zuo)成(cheng)一(yi)種(zhong)叫(jiao)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)的(de)結(jie)晶(jing)體(ti)形(xing)式(shi)，以(yi)獲(huo)得(de)更(geng)好(hao)的(de)電(dian)學(xue)性(xing)能(neng)。在(zai)此(ci)種(zhong)晶(jing)體(ti)中(zhong)，鍶(si)鉻(ge)與(yu)氧(yang)均(jun)堆(dui)疊(die)在(zai)立(li)方(fang)體(ti)中(zhong)，這(zhe)使(shi)得(de)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)與(yu)周(zhou)圍(wei)的(de)氧(yang)離(li)子(zi)緊(jin)密(mi)結(jie)合(he)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，在(zai)晶(jing)體(ti)中(zhong)具(ju)有(you)不(bu)少(shao)氧(yang)缺(que)位(wei)。這(zhe)些(xie)缺(que)位(wei)會(hui)分(fen)布(bu)在(zai)規(gui)則(ze)的(de)平(ping)麵(mian)中(zhong)，形(xing)成(cheng)獨(du)特(te)晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)。正(zheng)是(shi)這(zhe)些(xie)平(ping)麵(mian)結(jie)構(gou)為(wei)氧(yang)氣(qi)的(de)輸(shu)送(song)提(ti)供(gong)通(tong)道(dao)，使(shi)得(de)該(gai)材(cai)料(liao)在(zai)250℃下便可滿足SOFC的反應要求，這將大大降低SOFC的運行溫度，達到提高其效率的目的。