燃料電池可將化學能直接轉化為電能，相比于傳統方法，其效率更高，更有益于環境。就目前看來，氧化釔穩定的二氧化鋯貌似是固體氧化物燃料電池（SOFC)中最具潛力的電解質材料，其穩定性好，離子傳輸性能近乎完美。
盡管目前有許多材料都具有優異的離子傳導性，但是往往受限于其孱弱的抑制電子泄漏的能力，尤其是當暴露在燃料界面的還原性環境中時。電子泄漏不僅降低了燃料電池的輸出功率，而且會導致電解質膜的災難性的斷裂。
有鑒于此，Zhou等人摒棄了依賴陽離子替換來維持離子傳導的傳統電解質設計原理，而是直接以具有高效離子和電子傳導性的鈣鈦礦型鎳酸鹽為電解質。由于許多氧化物的電子系統相互關聯，研究人員通過連續的氫原子插入引起填充控制的Mott轉變，從而抑制其導電性！
圖1. 基于強相關作用產生新相的固體電解質設計原理
進一步，研究人員還成功得到了一種微制造的、高效的、低溫SOFC。在相同溫度范圍內，鎳酸鹽鈣鈦礦材料的離子傳導性可以和目前報道的最好的固體電解質材料相媲美。
總之，本研究成果基于氧化物之間的強相互作用，為設計高效固體電解質材料提供了新的策略！
圖2. 燃料電池制造工藝示意圖
圖3. 燃料電池測試裝置
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