（全媒體記者 杜瑋淦 通訊員 余錦婷 鄭昭）近日，記者從華南理工大學(xué)華南軟物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)高等研究院了解到，該院殷盼超教授課題組近期關(guān)于質(zhì)子導(dǎo)電機(jī)理的研究取得新突破，其制備的電解質(zhì)材料在保持高導(dǎo)電率的同時(shí)還具備良好的力學(xué)性能和加工性能，并且極大地降低了生產(chǎn)成本。據(jù)介紹，這項(xiàng)研究成果將有助于我國(guó)自主研發(fā)低成本、可量產(chǎn)、高性能的燃料電池。殷盼超期望這項(xiàng)技術(shù)能夠盡快完善并與市場(chǎng)對(duì)接，早日實(shí)現(xiàn)高性能燃料電池“中國(guó)制造”。
燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電裝置。清潔、高效、自重輕等優(yōu)點(diǎn)使其在國(guó)防、電動(dòng)車、航天和民用的移動(dòng)電站、計(jì)算機(jī)與通信、分離電源、潛艇等眾多領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力。
目前最主要的燃料電池類型是質(zhì)子交換膜燃料電池，受到市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。質(zhì)子交換膜作為其核心部件，不僅僅是電池陰陽(yáng)極的隔膜，還承擔(dān)著傳導(dǎo)質(zhì)子的重任。開(kāi)發(fā)低成本、高電導(dǎo)率并具有良好力學(xué)性能的質(zhì)子導(dǎo)體材料對(duì)于燃料電池的發(fā)展非常關(guān)鍵。
抓住了問(wèn)題的“牛鼻子”之后，華南理工大學(xué)華南軟物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)高等研究院殷盼超教授課題組另辟蹊徑，采取高分子物理和中子散射技術(shù)來(lái)指導(dǎo)材料合成，取得了意想不到的成果。他們經(jīng)過(guò)兩年的刻苦攻關(guān)，在質(zhì)子導(dǎo)電機(jī)理研究工作的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地將聚乙二醇與多金屬氧酸鹽復(fù)合，通過(guò)氫鍵構(gòu)筑了穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)子的有效傳遞。
最難能可貴的是，該項(xiàng)研究能夠在保證質(zhì)子交換膜高電導(dǎo)率、優(yōu)良力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，大大降低市場(chǎng)上現(xiàn)有質(zhì)子交換膜燃料電池的成本，經(jīng)過(guò)課題組測(cè)算，可以實(shí)現(xiàn)從800 美元/㎡降到20 元人民幣/g，對(duì)中國(guó)燃料電池工業(yè)技術(shù)發(fā)展具有很強(qiáng)的推動(dòng)作用。目前，這項(xiàng)研究成果相繼于2018年和2019年被國(guó)際著名期刊The Journal of Physical Chemistry Letters和Chemical Science封面選用。
