日本的一個研究小組近日在美國期刊《材料化學》網(wǎng)絡版上發(fā)表報告說，他們發(fā)現(xiàn)了向鐠鎳氧化物中添加鎵和銅能提升氧化物的氧氣透過率的原理。這項成果有望提高固體氧化物燃料電池的性能。

根據(jù)東京工業(yè)大學、九州大學、高能加速器研究機構(gòu)等聯(lián)合發(fā)表的新聞公報，九州大學教授石原達己此前發(fā)現(xiàn)含鎵離子和銅離子且擁有K2NiF4型結(jié)構(gòu)的鐠鎳氧化物具有很高的氧氣透過率，但是鎵離子和銅離子在提高氧氣透過率方面的作用一直不明。

在本次研究中，石原達己和東京工業(yè)大學教授八島正和等人利用中子衍射裝置和X射線衍射裝置分析添加了鎵和銅的鐠鎳氧化物的晶體結(jié)構(gòu)。分析結(jié)果顯示，這種晶體的晶格之間有大量臭氧。

研究人員指出，鎵這種元素能使大量氧原子進入晶格之間，而銅又使位于晶格表面的氧變得更容易移動。隨著溫度從20攝氏度的室溫上升到約1000攝氏度，晶格之間和晶格表面的氧分布會出現(xiàn)連接，并引發(fā)氧化物離子移動。與此同時，氧氣透過率也會增加。

公報說，這項成果為設計高氧氣透過率的離子導體提供了新理念，有助于開發(fā)新型離子導體。氧氣透過率高的離子導體能更高效地從空氣中吸收氧，從而提高固體氧化物燃料電池的性能。