写道氮杂2019年4月10日
固体氧化物燃料电池，对传统发电厂的潜在替代品，使用电化学技术与当前正在使用的基于燃烧的发电机相比，可以更有效地产生电力。
固体氧化物燃料电池可用于多种应用，包括有效地为建筑物提供主电源或应急备用电源。一组Bloom能源服务器使用固体氧化物燃料电池发电。(图片来源:Bloom Energy)
然而，燃料电池倾向于非常迅速地恶化，通过更高的成本掩盖任何效率。
目前，在一项有助于打开更长寿绿色能源设备大门的发展中威斯康星大学麦迪逊分校为燃料电池的化学反应提供了新的见解。
燃料电池是一项令人兴奋的技术，具有潜在的颠覆性能力。但产品退化问题一直是消费者市场的主要障碍。
Dane Morgan，Leaserment，M欧洲杯足球竞彩eme欧洲杯线上买球ntic Science和Engineering，UW-Madison
Dane Morgan是该研究的主要作者。他和他的伙伴最近报告了他们的发现自然通讯杂志。
由于哪种燃料电池恶化的原因是非常高的温度，高于1500○F，在这个条件下，设备必须运转以驱动产生电的化学反应。
在燃料电池中，氧气与外部燃料源混合，该过程相当于发生在火中的热量和光产生的变化。然而，燃料电池在不燃烧的情况下进行这些化学反应。因此，与燃烧相比，燃料电池可以以相当多的效率产生能量。
而是，燃料电池在一定程度上相同的功能，包括由电解质分离的两个电极，这是携带离子的材料。其中一个电极将来自空气的氧气分成单独原子，随后可以携带和混合燃料。重要的是，将氧气释放到可以通过电路移动的电子作为电流为电源屋或设备。这种氧气分裂发生在称为阴极的组分。
然而，氧气非常稳定，因此不能轻易分裂。此外，在兼容材料的较低温度下有效地驱动反应的尝试已经困难，部分原因是科学家实际上不知道阴极在阴极处发生的化学反应的原子尺度细节。欧洲杯足球竞彩
以前，研究人员真的不知道氧气如何进入表面、分裂和进入材料的速率限制步骤是什么。
曹毅鹏，威斯康星大学麦迪逊分校学习领导学生
气体分子必须分裂成两个原子，只有这样氧气才能进入阴极。接下来，每个原子必须遇到一个称为“空位”的结构，空位是材料表面的一个小分子间隙，氧气可以通过这个间隙进入。了解这一过程是困难的，因为它发生在阴极的顶层原子层，其化学成分可能与材料的大部分相对不同。
”测量最上面两层的成分和空位化学是极具挑战性的，“摩根国家说。
因此，摩根和他的同事选择了计算机模拟。作为分子建模方面的领先专家，他们将密度泛函理论与动力学建模相结合，以获得原子水平上对发生在阴极顶部两层上的反应的洞察。
研究小组发现，在所研究的材料中，分裂并不是限制速率的步骤。他们发现，氧原子在表面找到并进入空位的方式降低了燃料电池的效率。
因此，有更多空位的材料可能使燃料电池更有效率。
”这可能允许材料设计以前很难做到的方式欧洲杯足球竞彩”报道,摩根。
科学家们将它们的重点指向一种特定材料，一种用于几种常见的燃料电池阴极的模型化合物，称为镧锶钴酸盐。他们旨在扩展分析，以便很快涉及其他材料。欧洲杯足球竞彩
发现也可能产生超越燃料电池的影响。例如，与环境交换氧气的材料有许多应用，例如CO欧洲杯足球竞彩2减少，水分裂，气体分离和称为存储器的电子元件。
我认为我们有更好的处理如何控制氧气交换过程．这还为时尚早，但这可能为控制氧气交换的广泛适用的设计策略打开了大门．
Dane Morgan，Leaserment，M欧洲杯足球竞彩eme欧洲杯线上买球ntic Science和Engineering，UW-Madison
这项研究得到了美国能源部(DESC0001284)和国家科学基金会(OCI-1053575)的资助。欧洲杯线上买球