中年《Science》刊发我国学者燃料电池重大研发成果，意味着什么？
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以下是香橙会研究院氢能行业周报及点评（0706－0712） 。 本周最受关注的事件 ， 是国际著名期刊《Science》刊发我国学者燃料电池重大研发成果 ， 这事情意味着什么？香橙会研究院联系上该文章的通讯作者 ， 详见内文 。
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《Science》刊发我国学者燃料电池重大研发成果
7月10日 ， 世界著名期刊《科学》（Science） ， 刊发学术论文《电场诱导异质界面金属态构建超质子传输》 。 中国地质大学（武汉）材料与化学学院吴艳副教授为第一作者 ， 朱斌教授和宋怀兵副研究员为共同通讯作者 。 这是我国科技工作者在能源领域取得的又一重大原创性研究成果 。
中国地质大学（武汉）燃料电池创新研究团队 ， 一直致力于低温、高性能燃料电池研究 ， 聚焦高质子电导率电解质的开发 ， 历经多年的不懈探索 ， 经过反复试验论证 ， 首次通过半导体异质界面电子态特性 ， 把质子局域于异质界面 ， 设计和构造具有最低迁移势垒的质子通道 。
在传统质子传导材料里 ， 质子需要克服巨大的能垒 ， 通过氧空位跳跃前行 。 本研究如同给质子修建高速公路 ， 即利用半导体异质界面场诱导金属态 ， 助推超质子实现又快又好地“跑起来” ， 从而获得优异的电导率 。 这与传统电解质材料电导率相比 ， 提升了3个数量级 ， 并且实现了先进质子陶瓷燃料电池的示范 。
半导体异质结构和场诱导加速离子迁移 ， 是能源科学领域具有挑战性的研究课题 ， 该研究成果为优良质子传输材料和应用 ， 提供了创新思路 ， 为质子限域传输提供了科学方法 ， 为燃料电池研发应用插上了翅膀 。
香橙会研究院点评：从固体氧化物（SOFC）材料设计的基础上分出来一个质子陶瓷燃料电池（PCFC）的概念 ， 是个很好的方向 。
香橙会研究院联系上朱斌教授 。 朱斌教授原为瑞典皇家工学院教授级高级研究员；英国拉夫堡大学教授 。
说朱斌教授之前 ， 先说日产的SOFC燃料电池汽车 。
2016年8月日本日产公司使用美国 SOFC 技术 ， 推出搭载氧化物燃料电池的电动汽车 ， 这种另辟蹊径的技术 ， 立刻引起业界轰动 。 该车使用的燃料（5kW）是生物乙醇 ， 乙醇经过简单催化产生氢和一氧化碳为燃料可以经过燃料电池转化与空气中的氧结合产生电能 ， 从而驱动汽车（并结合车载锂电 24kW 启动） 。 零排放 ， 续航里程达到惊人的 600 公里 。
该车的出现 ， 解决了纯电汽车和燃料电池汽车的商业化瓶颈——不需要充电桩 ， 也不需要加氢站 ， 去掉了质子交换膜燃料电池（PEMFC）昂贵稀缺的铂金 ， 降低了生产和使用成本 。 车辆续航也得到了有效的保证 ， 一箱 30 升的生物乙醇经过 SOFC 后 ， 可以转换为车辆 600 公里的续航里程 ， 解决了电动车续航的问题 。
虽然日产公司成功地在燃料电池动力上使用了 SOFC 技术 ， 但并没有 SOFC 的解决方案 。 日产公司使用的 SOFC 是基于氧化物 YSZ 陶瓷支撑的技术 ， 十多年前由朱斌加盟的美国燃料电池联合公司转让 。 陶瓷不能经受快速启动 ， 容易脆裂和热循环都是用于交通能源的致命问题 。
经过朱斌博士和他的研发团队在美国公司的设计基础上经过多年研究 ， 成功将关键技术进行了多项升级和突破 ， 将YSZ 陶瓷发展为掺杂氧化铈 ， 陶瓷支撑发展到金属支撑 。 更重要的是产品造价500－1000 人民币／千瓦 。
这种新一代燃料电池的科学基础研究已经在朱斌博士 2010 年发明以来 ， 特别是 2013 年在中国建立的百人计划团队 ， 现在已经拓展到几个大学和两个院士团队的合作基础上开展起来 。
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