一項由中外科學(xué)家聯(lián)合完成的成果日前登上“自然”網(wǎng)站的首頁頭條:石墨烯、氮化硼等二維納米材料具有只容質(zhì)子穿透的特性,因而有望取代制作燃料電池的核心部件“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”的現(xiàn)有材料,催生燃料電池的革命性進步。

該成果由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授吳恒安、副研究員王奉超與諾貝爾物理獎得主、英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆課題組及荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)研究人員合作完成。

燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置,具有能量轉(zhuǎn)化效率高、無需耗費充能時間、零排放無污染等諸多優(yōu)點,應(yīng)用前景非常廣闊。然而,燃料電池中的核心部件“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”存在的燃料滲透等缺陷,使其大規(guī)模應(yīng)用受到很大限制。據(jù)吳恒安介紹,傳統(tǒng)觀點認(rèn)為,任何氣體分子或流體分子,都無法穿透不含缺陷的完美石墨烯片層。他們的研究則表明,質(zhì)子可以較為容易地穿越石墨烯和氮化硼等二維材料,如果升高溫度或加入催化劑,穿透過程會明顯加快?；诖隧椦芯砍晒?可采用石墨烯和氮化硼等單原子層二維材料作為“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”,這將使燃料電池更高效、更安全、更環(huán)保、更輕薄。