質(zhì)子是燃料電池技術(shù)的下一個(gè)大問題。亞原子交換產(chǎn)生的電力規(guī)模挑戰(zhàn)了現(xiàn)代固態(tài)燃料電池技術(shù)，該技術(shù)用于為航天飛機(jī)提供動(dòng)力。為了更快地實(shí)現(xiàn)基于質(zhì)子的技術(shù)，一個(gè)國際研究人員團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種混合材料，該材料可以在高溫和高濕度下有效地傳輸質(zhì)子，這是過去嘗試中的兩個(gè)主要挑戰(zhàn)。

研究結(jié)果發(fā)表在《化學(xué)學(xué)會(huì)》雜志ACS Applied Materials&Interfaces上。

由東京大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組專注于一種名為多金屬氧酸鹽(POMs)的材料，他們先前將這種材料制成了與另一種聚合物和化合物的復(fù)合物，以幫助提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

“多金屬氧酸鹽是有吸引力的積木的設(shè)計(jì)和與期望的性質(zhì)和新材料的合成功能，它們只能在低溫下和在低濕度有效地傳輸?shù)馁|(zhì)子，例如，但，”紙作者正弘定金，教授在所述廣島大學(xué)大學(xué)院理工學(xué)研究科。“不幸的是，我們的復(fù)合材料在較高的溫度和濕度下會(huì)分解，這是一個(gè)尚待解決的巨大問題。”

為了解決這個(gè)問題，研究人員研究了如何通過將帶正電的離子封裝在材料的內(nèi)腔中來更好地調(diào)整復(fù)合材料。正離子(稱為陽離子)有助于平衡帶負(fù)電荷的離子(稱為陰離子)，以穩(wěn)定材料中的電導(dǎo)率。

他們決定將incorporating(一種在室溫下為固體的金屬元素)摻入到材料中。water對(duì)水分子特別有吸引力，水分子將外部氧氣帶入材料中。質(zhì)子通過附著在氧氣上而在系統(tǒng)中移動(dòng)。氧氣越多，該過程越容易傳導(dǎo)質(zhì)子。

東京大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院基礎(chǔ)科學(xué)系副教授內(nèi)田早香說：“我們的目標(biāo)是生產(chǎn)穩(wěn)定的高質(zhì)子傳導(dǎo)材料。” “通過對(duì)組件的精細(xì)控制，我們生產(chǎn)了這種材料。”

該材料在368開氏溫度(202.73華氏度)和50%濕度的溫度下仍繼續(xù)表現(xiàn)出高質(zhì)子傳導(dǎo)性。研究人員計(jì)劃進(jìn)一步提高穩(wěn)定性和質(zhì)子傳導(dǎo)性。

Sadakane說：“我們計(jì)劃提高穩(wěn)定性和質(zhì)子傳導(dǎo)性，以便將該材料用作燃料電池中的電解質(zhì)，從而提高其性能。” “這項(xiàng)工作可以為固態(tài)質(zhì)子導(dǎo)體的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。”

標(biāo)簽： 運(yùn)輸燃料電池