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“强关联材料燃料电池”是一种怎样的黑科技?

本文摘要:非常简单来说,一切物理探寻即是针对对称性的研究。诺贝尔物理奖得主菲利普安德森(P.W.Anderson)在其盛年曾这样高瞻远瞩地告诉他我们。 最近一个由来自美国哈佛大学、普渡大学、能源部阿贡国家实验室和伦斯勒理工学院的物理和材料科学家构成的科研团队第一次将电子强劲关联原理引进燃料电池的电解质领域并获得重大突破。 他们顺利的关键就是通过对强劲关联材料的晶体对称性实行调控。这个团队所生产的第一批强劲关联材料燃料电池可以和仍然以来较为先进设备的YSZ电解质燃料电池相媲美。

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非常简单来说,一切物理探寻即是针对对称性的研究。诺贝尔物理奖得主菲利普安德森(P.W.Anderson)在其盛年曾这样高瞻远瞩地告诉他我们。

最近一个由来自美国哈佛大学、普渡大学、能源部阿贡国家实验室和伦斯勒理工学院的物理和材料科学家构成的科研团队第一次将电子强劲关联原理引进燃料电池的电解质领域并获得重大突破。  他们顺利的关键就是通过对强劲关联材料的晶体对称性实行调控。这个团队所生产的第一批强劲关联材料燃料电池可以和仍然以来较为先进设备的YSZ电解质燃料电池相媲美。可以意识到的是,经过一定的工程优化,此种燃料电池的性能可以被大幅度提高,从而为构建燃料电池的大规模市场化应用于获取基石。

  由于相似100%理论能量切换效率和反应产物洁净,燃料电池仍然以来被人们期望去代替传统的热机。固体燃料电池其中一个最重要的部分就是液体电解质。

  理想液体电解质要符合最少两个拒绝:一是较好的电绝缘性,二是较好的离子导电性。较好的电绝缘性能可以有效地诱导漏电现象,从而优化燃料电池的输出功率。同时,较好的离子导电性能可以确保燃料电池的高功率。  然而目前传统的燃料电池电解质在这两个方面都不存在极大的技术障碍。

比如说,很多具备钙钛矿结构的电解质的离子导电原理是基于氧空位缺失的迁入。也就是说,氧空位作为传导媒介沦为一个最重要的先决条件。然而由于空位缺失的不存在,这种阳离子掺入型电解质更容易漏电,从而大大降低燃料电池的效率和功率。

因此,如果要诱导漏电现象,我们必须彻底找寻并使用新的离子传导机制。而这个团队通过引进强劲关联材料电解质和证实一种新的电解质传导机制在这方面构建突破。  构成强劲关联材料的过渡性族金属的d电子云产于呈现出高度区域化。

这种区域化造成当两个磁矩忽略的电子居住于同一d轨道上(比如dxy轨道)它们具有极大的库仑排斥力(由于电子云的高度重合)。这使得科学家很难用经典的单电子半导体模型来刻画强劲关联材料的电子结构和物理表象。


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