高性能燃料电池有望“中国制造”

近日，记者从华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院了解到，该院殷盼超教授课题组近期关于质子导电机理的研究取得新突破，其制备的电解质材料在保持高导电率的同时还具备良好的力学性能和加工性能，并且极大地降低了生产成本。据介绍，这项研究成果将有助于我国自主研发低成本、可量产、高性能的燃料电池。殷盼超期望这项技术能够尽快完善并与市场对接，早日实现高性能燃料电池“中国制造”。
　　燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化成电能的发电装置。清洁、高效、自重轻等优点使其在国防、电动车、航天和民用的移动电站、计算机与通信、分离电源、潜艇等众多领域具有非常大的应用前景和市场潜力。
　　目前最主要的燃料电池类型是质子交换膜燃料电池，受到市场的广泛关注。质子交换膜作为其核心部件，不仅仅是电池阴阳极的隔膜，还承担着传导质子的重任。开发低成本、高电导率并具有良好力学性能的质子导体材料对于燃料电池的发展非常关键。
　　抓住了问题的“牛鼻子”之后，华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院殷盼超教授课题组另辟蹊径，采取高分子物理和中子散射技术来指导材料合成，取得了意想不到的成果。他们经过两年的刻苦攻关，在质子导电机理研究工作的基础上，创造性地将聚乙二醇与多金属氧酸盐复合，通过氢键构筑了稳定的三维网络结构，实现了质子的有效传递。
　　最难能可贵的是，该项研究能够在保证质子交换膜高电导率、优良力学性能的基础上，大大降低市场上现有质子交换膜燃料电池的成本，经过课题组测算，可以实现从800 美元/㎡降到20 元人民币/g，对中国燃料电池工业技术发展具有很强的推动作用。目前，这项研究成果相继于2018年和2019年被国际著名期刊The Journal of Physical Chemistry Letters和Chemical Science封面选用。