質子陶瓷電化學電池（PCECs，protonic ceramic electrochemical cells）材料體系能夠在比較低的溫度工作，可以為發電和制氫提供能效和可靠的性能，因此PCEC成為一種具有前景的可逆能量循環技術（reversible energy cycling technology）。但是，PCEC面臨著技術上的挑戰，特別是如何在大電流密度下保證電極的活性和電極耐久性。
有鑒于此，俄克拉荷馬大學丁漢平等為了解決這些挑戰，引入具有高孔隙率和三重導電性的納米結構氧電極，能夠通過自組裝方法提高催化活性和界面穩定性，并且保持電極的擴展性。
本文要點：
（1）
采用這種先進的電極構筑電化學電池，表現優異的性能。在燃料電池模式600°C時達到1.50 W cm-2的峰值功率密度，在電解模式下在1.60 V時達到5.04 A cm-2的電流密度，在瞬態操作和熱循環中具有更高的穩定性。由于電極結構的雙重特性，使得表面活性和傳質性能的提高。此外，氧電極和電解質之間增強的界面鍵合有助于提高耐久性和熱機械完整性（thermomechanical integrity）。
（2）
這項研究強調了優化電極微觀結構對于表面活性和耐久性之間平衡的重要性。
參考文獻
Zheng, S., Wu, W., Zhang, Y. et al. Enhancing surface activity and durability in triple conducting electrode for protonic ceramic electrochemical cells. Nat Commun 16, 4146 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-59477-9
https://www.nature.com/articles/s41467-025-59477-9
