混合材料将下一代运输燃料电池拉近

质子是燃料电池技术的下一个大问题。亚原子交换产生的电力规模挑战了现代固态燃料电池技术，该技术用于为航天飞机提供动力。为了更快地实现基于质子的技术，一个国际研究人员团队开发了一种混合材料，该材料可以在高温和高湿度下有效地传输质子，这是过去尝试中的两个主要挑战。

研究结果发表在《化学学会》杂志ACS Applied Materials&Interfaces上。

由东京大学领导的研究小组专注于一种名为多金属氧酸盐(POMs)的材料，他们先前将这种材料制成了与另一种聚合物和化合物的复合物，以帮助提供结构稳定性。

“多金属氧酸盐是有吸引力的积木的设计和与期望的性质和新材料的合成功能，它们只能在低温下和在低湿度有效地传输的质子，例如，但，”纸作者正弘定金，教授在所述广岛大学大学院理工学研究科。“不幸的是，我们的复合材料在较高的温度和湿度下会分解，这是一个尚待解决的巨大问题。”

为了解决这个问题，研究人员研究了如何通过将带正电的离子封装在材料的内腔中来更好地调整复合材料。正离子(称为阳离子)有助于平衡带负电荷的离子(称为阴离子)，以稳定材料中的电导率。

他们决定将incorporating(一种在室温下为固体的金属元素)掺入到材料中。water对水分子特别有吸引力，水分子将外部氧气带入材料中。质子通过附着在氧气上而在系统中移动。氧气越多，该过程越容易传导质子。

东京大学艺术与科学学院基础科学系副教授内田早香说：“我们的目标是生产稳定的高质子传导材料。” “通过对组件的精细控制，我们生产了这种材料。”

该材料在368开氏温度(202.73华氏度)和50%湿度的温度下仍继续表现出高质子传导性。研究人员计划进一步提高稳定性和质子传导性。

Sadakane说：“我们计划提高稳定性和质子传导性，以便将该材料用作燃料电池中的电解质，从而提高其性能。” “这项工作可以为固态质子导体的设计提供指导。”

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