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摘 要：以往研究已证明，安装于燃料电池中的质子传导电解质膜的阻力值往往大于材料预测值，但其原因不明，该问题阻碍了燃料电池性能的进一步提升。本研究在国际上内首次成功构建了关联材料的界面应变和质子传导率的定量模型，有望加速质子传导陶瓷燃料电池的性能提升。
关键字：质子传导陶瓷燃料电池、定量模型、晶格应变、质子传导率、燃料电池性能
研究小组在国际上首次成功构建模型，量化质子传导电解质/电极界面的应变和质子传导率之间的关系。通过该模型，能够预测高性能质子传导燃料电池单电池（cell）中的电解质的质子传导率。以该模型为指导减少界面应变，有望优化中温下工作的燃料电池单电池的性能，以及进一步提升其性能。
为降低家用燃料电池的成本，促进其普及，研发人员积极开发在300-600℃的中温区域工作，采用质子（H+）传导电解质的固体氧化物燃料电池（SOFC）。在燃料电池器件中，为降低器件内部阻力，一般会采用15μｍ左右的薄膜电解质。世界各地的研究报告显示，安装于燃料电池中的质子传导电解质膜的阻力的实测值，往往大于基于其构成材料质子传导率的预测值，但原因不明。