本文1319字，阅读约需4分钟
摘 要：一种碳酸盐超结构固体燃料电池（CSSFC），其采用在电解质、以及电极与电解质界面上原位生成超结构碳酸盐的方式来大幅提高氧离子传导率和功率密度，从而在较低的操作温度下实现高效、灵活的能量转换，在550°C下的离子电导率达到0.17 S/cm-1。
关键词：碳酸盐超结构固体燃料电池（CSSFC）、超结构碳酸盐、碳酸盐电解质、甲烷燃料、钙钛矿电极，低温
固体氧化物燃料电池（SOFC）的基本要求是通过烧结电解质形成致密的不可渗透膜，避免燃料和氧气混合，以达到足够高的开路电压（OCV）。然而，其所需的高运行温度会导致材料降解，需要使用昂贵的材料。降低SOFC的运行温度可以缓解这些问题，但也会导致电解质和电极电阻呈指数增加。
美国国家科学院院刊 (PNAS) 上发表了一篇来自密歇根理工大学最新文章，展示了一种新型燃料电池，称为碳酸盐超结构固体燃料电池（CSSFC）。这种CSSFC燃料电池采用在电解质、以及电极与电解质界面上原位生成超结构碳酸盐的方式来大幅提高氧离子传导率和功率密度，从而在较低的操作温度下实现高效、灵活的能量转换，在550°C下的离子电导率达到0.17 S/cm-1。
CSSFC使用甲烷燃料，实现了前所未有的高OCV（在500°C时为1.051 V，在550°C时为1.041 V）。此外，CSSFC使用干燥的甲烷燃料在550°C下表现出了215 mW/cm-2的高峰值功率密度，比以往所有报告的电解质支撑型SOFC都高。这为开发更高效、更经济的固体燃料电池提供了一种不同的方法。
传统固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种高效的能源转换设备，它们可以将燃料（如氢气或甲烷）和氧气反应产生电能。然而，传统SOFCs存在一些缺点，限制了它们的实际应用。首先，SOFCs需要非常高的运行温度（通常在800℃以上），这使得它们的制造成本高昂，而且需要高温环境以及高纯度燃料；其次，SOFCs在高温下容易发生结构损坏和氧化降解，这影响了它们的长期稳定性和可靠性。