在能源危机和环境污染两大世界难题面前，开发新型可持续的环保能源显得尤为重要。固体氧化物燃料电池（SOFC）能够提供高出锂离子电池、太阳能电池数倍的能量转化效率，它依靠全固态结构在高温下将燃料气转化为电能，且绿色无污染，在近年来受到科研工作者的密切关注。但在实际应用过程中SOFC操作温度过高，由此带来诸多技术难题，降低温度会大幅度影响电池，尤其是阴极的氧还原催化活性，因此在降低SOFC操作温度的同时，提高电池的电化学性能是全球范围内的研究热点。
图1. 两种不同SOFC的工作原理示意图：（a）氧离子导体电解质；（b）质子导体电解质。
南京工业大学的周嵬教授团队与澳大利亚昆士兰大学的Zhonghua Zhu 教授近日于Advanced Materials 联合发表了低温固体氧化物燃料电池（LT-SOFC）最新研究进展的综述。文章主要报道了近五年来在全球范围内低温SOFC领域较有影响力的学术研究成果，阐述了理论分析中SOFC各部分材料的重要参数，并对DFT理论计算与实验相结合的分析方法进行介绍以及研究材料设计开发过程中关键的影响因素，给予读者重要的指导意义。该综述重点报道了固体氧化物燃料电池的阴极、阳极和电解质这三种重要组成部分的先进材料以及技术方面的研究成果，涉及包括电解质薄膜沉积、纳米级钙钛矿的析出、等离子加热制备电极和功能层电极等研究进展。文章介绍了一些现阶段在500 °C可以达到1000 mW•cm−2 峰值功率密度的新型阴极材料。
图2. 一种理想的LT-SOFC电池结构示意图
该综述把握现阶段全球范围内低温SOFC最前沿的研究方向，为开发新一代低温、高效且稳定的SOFC材料提供了全面直观的了解，表明SOFC在全面推向市场化的应用方面具有十分广阔的前景，也必将成为未来新能源领域的主导力量。
该论文作者为：Yuan Zhang, Ruth Knibbe, Jaka Sunarso, Yijun Zhong, Wei Zhou, Zongping Shao and Zhonghua Zhu
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Recent Progress on Advanced Materials for Solid-Oxide Fuel Cells Operating Below 500 °C
Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201700132
导师介绍
周嵬
http://www.x-mol.com/university/faculty/27625
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