研究亮点 实现世界最高输出水平的固体氧化物燃料电池SOFC单电池

能源/环境领域

达到世界最高水平的产量
固体氧化物燃料电池SOFC单电池
开发具有美丽纳米结构的高性能电极!
  • 零排放国际合作研究中心巴加里瑙·凯特琳

要点

固体氧化物燃料电池 (SOFC) 已开始销售用于家庭和商业用途。其更高的性能和更低的成本将有助于实现碳中和社会。我们的SOFC单电池的输出密度达到了世界最高水平,比传统电池高出10倍。我们采访了零排放国际合作研究中心电化学器件基础研究团队高级首席研究员 Caterin Bagalinao,她因这项研究获得了 AIST 最佳论文奖。

这项研究很棒使用独特复合材料的 SOFC 电极实现世界最高水平的性能!
论文发表在高评价学术期刊上,被引用次数不断增加,引起了世界各地的关注。

请简要介绍一下本文的结果。

巴加里瑙在这项研究中,我们使用了与传统方法完全不同的方法来创建微米到纳米量级的微观结构。使用脉冲激光沉积(PLD)来沉积材料,形成了以前从未见过的条纹结构。世界各地都在开发复合材料,例如用于 SOFC 电极的复合材料,但它们的结构都是随机的。当我第一次看到它时,美丽的纳米结构让我感到惊讶,它带来了世界最高水平的功率密度。

我坚信,如果我能正确总结实验数据,这将是一个很好的结果,因此我打算将其发表在高影响力的学术期刊上。当经过同行评审和修改后被接受时,我很高兴。

固体氧化物燃料电池(SOFC)电池堆和单电池的结构图
固体氧化物燃料电池(SOFC)电池堆和单电池的机理

您在写论文时注意了什么?

巴加里瑙第一个数据是在2018年左右获得的。之后我先申请了专利,然后开始写论文。我们根据审稿人提出的观点进行额外的实验,并根据实验数据思考什么会带来新的结果,有什么独特之处,以及我们的研究会输出什么样的故事。这是最有趣也是最困难的部分,但我相信研究结果是好的,所以我以客观的视角继续写论文,相信我的实验数据。当经过同行评审和修改后被接受时,我很高兴。

您的论文发表后立即引起关注吗?

巴加里瑙我在2021年发表了我的论文,虽然我原本打算在学术会议上发表它,但由于新冠病毒的传播,我不得不放弃它,所以我不知道谁会阅读它,会如何接收,或反应。但论文的被引用次数逐年增加,查询次数也在增加。

2023年在美国波士顿举行的国际会议吸引了许多来自欧美和亚洲的研究人员。我有很多机会与第一次见到的人接触,尤其是年轻的研究人员,我觉得来自世界各地的人们对我的演讲内容感兴趣。

固体氧化物燃料电池

我想让你知道这一点受到工业界、学术界和公众高度关注的研究成果。
期待新的产学界合作和联合研究,包括电池堆开发。

目前研究进展如何?

巴加里瑙该研究主题由固体氧化物能源转换先进技术联盟 (ASEC) 执行至 2021 年,该联盟是 AIST、八家公司以及四所大学和研究机构的联合研究项目。我们目前正在收到来自能源领域公司和陶瓷等材料制造商的询问。实施方面仍然存在问题,我们当前的目标是提高耐用性。

您预计它未来会发展和应用到哪些领域?

巴加里瑙SOFC 单电池通过氢气和氧气的反应来发电。相反,我们也在推进固体氧化物电解槽(SOEC)技术的应用,该技术使用相同的单个电池电解水和二氧化碳来生产氢气和一氧化碳。纳米结构不仅有助于提高 SOFC 的性能,也有助于提高 SOEC 的性能。

欧洲在氢的应用方面尤其先进。纵观国际学术会议和论文,关于SOFC和SOEC运行的研究都有很多。我希望利用最尖端的分析技术,与海外机构进行共同研究,继续致力于开拓世界尖端的材料电池的开发。我们还收到了来自完全不同领域的人们关于纳米结构的询问。我们希望这项技术能够作为一种可以在 SOFC 和 SOEC 之外广泛使用的技术带来新的合作。

您将来想和谁在一起?

巴加里瑙当这种单电池作为电池堆并入系统并实施时,这项研究的结果将有助于解决实际的社会问题。我们希望与希望使用单电池创建电池堆的公司一起继续开发,该电池堆可以展现出世界最高水平的输出密度。

仅仅发展SOFC是不够的,还需要思考如何将其纳入社会,使其成为一个系统,如何对其进行评估。我们愿与有远见的企业一起,从基础到应用,为实现碳中和社会而共同努力。

如果您对此研究感兴趣,请与我们联系。

 

个人资料

高级首席研究员 Bagalinao 的照片
零排放国际合作研究中心
电化学器件基础研究团队

高级首席研究员 Bagarinao Katherine