俄克拉荷马大学的研究团队近期在高效能源转换和化学处理技术领域取得了突破性进展，为可靠且经济的制氢和清洁能源储存解决方案铺平了道路。该研究由航空航天与机械工程学院助理教授丁汉平博士领导，相关成果已发表于《自然合成》和《自然通讯》杂志。

传统质子陶瓷电化学电池(PCEC)在商业用途所需的极端条件下难以保持性能。针对这一问题，丁教授及其团队在《自然合成》杂志上发表的研究中提出了一种新方法，避免了使用在高蒸汽和高温下容易分解的铈基材料。相反，他们设计了一种制造纯锆酸钡基电解质的方法，这种电解质在创纪录的低工作温度下仍能保持稳定，使系统能够在强烈的电化学条件下高效运行。

在发表于《自然通讯》的另一项研究中，丁教授团队及研究生郑双林着眼于PCEC的另一个关键部件——氧电极。他们开发了一种具有三相导电性的新型超多孔纳米结构电极，能够同时传输电子、氧离子和质子，从而显著改善电解动力学。这一设计使电池在高强度使用下表现更佳，凸显了优化电极微观结构以平衡表面活性和耐久性的重要性。这一进展标志着在实现高效、可逆、高性能的PCEC方面迈出了关键一步，可用于制氢和发电。

丁教授表示：“这些发现代表了高温蒸汽电解领域的重大进展。通过解决电解质加工和电极设计方面的关键挑战，我们正在充分释放PCEC在可持续能源应用方面的潜力。”

这两项突破不仅提升了PCEC的核心性能，还为其在制氢、发电和化学制造领域的更广泛应用提供了可能。此外，丁教授的研究还为碱性燃料电池、水电解槽和生物传感器等其他技术提供了相关见解。

这些发现进一步强调了俄克拉荷马大学在能源创新方面的重要作用，特别是在开发旨在减少排放和推动全球基础设施向更可持续能源转型的下一代系统方面。随着技术的不断进步和应用领域的拓展，PCEC有望在未来的清洁能源储存和转换中发挥关键作用。

更多信息：Wei Tang 等人，《烧结质子锆酸盐电池，增强电解稳定性和法拉第效率》，《自然·合成》(2025 年)。

Shuanglin Zheng 等，增强质子陶瓷电化学电池三重导电电极的表面活性和耐久性，《自然通讯》(2025)。