UW-Madison研究人員發現新型SOFC材料

據外國媒體報道：威斯康星大學麥迪遜分校（UW-Madison）的材料科學家利用先進的計算方法發現了新材料。新材料可以有效的加速固體氧化物燃料電池商業化進程。研究人員最近在“Advanced Energy Materials”雜誌上發表了他們的進展詳情。

UW-Madison的材料科學和工程教授Dane Morgan表biao示shi，更geng好hao的de陰yin極ji催cui化hua劑ji可ke以yi允yun許xu低di溫wen運yun行xing
，這zhe可ke以yi提ti高gao穩wen定ding性xing並bing降jiang低di成cheng本ben。如ru果guo能neng夠gou用yong固gu體ti氧yang化hua物wu燃ran料liao電dian池chi達da到dao這zhe一yi點dian，那na麼me許xu多duo建jian築zhu物wu的de電dian力li基ji礎chu設she施shi可ke能neng會hui發fa生sheng變bian化hua，這zhe對dui於yu去qu中zhong心xin化hua的de電dian力li基ji礎chu設she施shi將jiang是shi一yi個ge非fei常chang大da的de轉zhuan變bian。

由Morgan和Ryan Jacobs領導的UW-Madison工(gong)程(cheng)師(shi)團(tuan)隊(dui)利(li)用(yong)基(ji)於(yu)量(liang)子(zi)力(li)學(xue)的(de)計(ji)算(suan)技(ji)術(shu)來(lai)尋(xun)找(zhao)有(you)前(qian)景(jing)的(de)新(xin)候(hou)選(xuan)材(cai)料(liao)
，使(shi)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)能(neng)夠(gou)在(zai)較(jiao)低(di)的(de)溫(wen)度(du)下(xia)工(gong)作(zuo)
，效(xiao)率(lv)更(geng)高(gao)，壽(shou)命(ming)更(geng)長(chang)。

他們計算篩選來自一大類被稱為鈣鈦礦的化合物的超過2000種候選材料，得出了一份有關固體氧化物燃料電池的52種zhong潛qian在zai新xin型xing陰yin極ji材cai料liao的de清qing單dan。除chu了le識shi別bie新xin材cai料liao外wai

，研yan究jiu人ren員yuan的de方fang法fa還hai允yun許xu他ta們men編bian寫xie以yi前qian基ji於yu直zhi覺jiao的de材cai料liao設she計ji原yuan則ze，並bing為wei改gai進jin現xian有you材cai料liao提ti供gong建jian議yi。

通常
，固體氧化物燃料電池必須在大約800攝氏度的溫度下運行。但在這些高溫下運行意味著燃料電池中的材料會迅速降解並限製設備的工作壽命。Jacobs表(biao)示(shi)
，目(mu)標(biao)是(shi)使(shi)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)能(neng)夠(gou)在(zai)較(jiao)低(di)的(de)溫(wen)度(du)下(xia)運(yun)行(xing)，並(bing)減(jian)緩(huan)這(zhe)種(zhong)退(tui)化(hua)。使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)不(bu)需(xu)要(yao)經(jing)常(chang)更(geng)換(huan)
，使(shi)其(qi)更(geng)具(ju)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)。

為(wei)了(le)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)
，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)著(zhe)手(shou)尋(xun)找(zhao)具(ju)有(you)高(gao)活(huo)性(xing)的(de)穩(wen)定(ding)化(hua)合(he)物(wu)來(lai)催(cui)化(hua)氧(yang)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)
，這(zhe)是(shi)化(hua)學(xue)過(guo)程(cheng)的(de)關(guan)鍵(jian)，固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)能(neng)量(liang)應(ying)用(yong)。然(ran)而(er)
，由(you)於(yu)氧(yang)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)的(de)高(gao)度(du)複(fu)雜(za)性(xing)，使(shi)用(yong)計(ji)算(suan)模(mo)型(xing)來(lai)定(ding)量(liang)計(ji)算(suan)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)化(hua)合(he)物(wu)的(de)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)是(shi)非(fei)常(chang)困(kun)難(nan)的(de)。

為(wei)了(le)克(ke)服(fu)這(zhe)一(yi)挑(tiao)戰(zhan)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)選(xuan)擇(ze)了(le)一(yi)個(ge)更(geng)直(zhi)接(jie)計(ji)算(suan)的(de)物(wu)理(li)參(can)數(shu)，然(ran)後(hou)憑(ping)經(jing)驗(yan)證(zheng)明(ming)它(ta)與(yu)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)相(xiang)關(guan)
，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)的(de)有(you)效(xiao)替(ti)代(dai)。一(yi)旦(dan)他(ta)們(men)與(yu)來(lai)自(zi)實(shi)驗(yan)的(de)數(shu)據(ju)建(jian)立(li)了(le)這(zhe)些(xie)相(xiang)關(guan)性(xing)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)就(jiu)能(neng)夠(gou)使(shi)用(yong)高(gao)通(tong)量(liang)計(ji)算(suan)工(gong)具(ju)來(lai)有(you)效(xiao)篩(shai)選(xuan)大(da)量(liang)材(cai)料(liao)以(yi)實(shi)現(xian)高(gao)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)。

威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員正在與國家能源技術實驗室（NETL）的一個小組合作

，該小組對其中一個候選陰極材料進行了初步測試。