质子陶瓷燃料电池（PCFC）商业化应用潜力大 相关研究成果不断增多

　　质子陶瓷燃料电池，英文简称PCFC，也称为质子导体固体氧化物燃料电池，英文简称H-SOFC或P-SOFC，是固体氧化物燃料电池（SOFC）细分产品之一，其以质子导体材料为电解质。PCFC市场潜力大，在我国以及全球范围内，相关研究机构不断增多。

 

　　固体氧化物燃料电池（SOFC）具有能量密度最高、转化效率高、无污染等特点，是第三代燃料电池，可以广泛应用在发电、制氢、动力电池、储能电池等领域。但SOFC工作温度高（通常是800-1000℃），易加快电池性能退化，造成使用寿命缩短，其研究成果商业化转化速度慢，应用受到一定限制。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国质子陶瓷燃料电池（PCFC）行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，与SOFC相比，PCFC可以工作在中低温度条件下（350-700℃），除了具备SOFC的优点以外，其温度依赖性更低，使用寿命更长，商业化应用潜力更大，可以替代SOFC用于发电、热电联产、动力电池等领域。

 

　　PCFC主要由阳极、阴极、电解质等组成，工作时，阳极通入燃料气，阴极通入空气，燃料气与空气在电池内部进行化学反应，将化学能转化为电能进行输出，可采用的燃料气包括天然气、煤气、甲醇、甲烷、氢气等多种类型。

 

　　我国科研机构对PCFC的关注度不断提高，相关研究成果陆续问世。2023年4月，天津工业大学申请“一种微管式质子陶瓷燃料电池及其制备方法”的专利；2023年6月，中国科学院宁波材料技术与工程研究所申请“一种质子陶瓷燃料电池及其制备方法”的专利。

 

　　在较低温度的工作条件下，燃料电池的化学反应会放缓、离子电导率会下降，为保持电池性能，PCFC的电极材料、电解质材料性能要求提升。

 

　　电解质采用质子导体材料，质子迁移对活化能要求低，在较低温度条件下仍能够表现出优异的离子电导率。目前，BCZYYb（钡铈锆钇镱）是热度最高的质子导体材料之一，此外东京工业大学开发出Ba2LuAlO5新型质子导体。

 

　　阴极催化活性直接影响PCFC电化学性能。香港理工大学团队开发出多相复合阴极材料BCCFZ，能够有效提升阴极的三重电导率；南华大学团队开发出ZCO尖晶石氧化物作为阴极材料，表现出更高的电化学性能，可以提高电池功率密度。新思界行业分析人士表示，总的来看，现阶PCFC相关研究成果不断增多，产品性能不断提升，有利于其未来商业化发展。

 

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