日本东北大学研究团队发现一种新材料，可在中温条件下提升燃料电池性能。该成果于2025年发表于《美国化学会志》，为解决中温燃料电池技术瓶颈提供了新方向。

目前多数燃料电池需在500℃以上运行，而新开发的掺杂铌二氧化钛材料可在200至500℃的中温区间实现高效离子传导。研究表明，铌掺杂不仅提升电子传导性，更可稳定晶体结构并促进质子扩散，使材料吸氢能力提高10至100倍。

东北大学助理教授山崎智之表示：“此类材料对于开发燃料电池和氢分离膜等下一代氢能设备至关重要。这些设备有助于将氢转化为电能或更有效地生产氢，从而支持向可持续、低碳社会的转变。”

研究团队采用特制质子传导玻璃电解质进行测量，准确分离了质子与电子传导效应。测量结果显示，该材料的质子传导率高于同温度区间多数已知电解质。东北大学教授Takahisa Omata指出：“这项工作提出了新概念：电子给体掺杂可通过增加电子密度增强质子传导性。”

该研究首次证实电子给体掺杂对中温质子和电子传导的协同增强作用，为燃料电池与氢能技术提供了更广阔的材料选择空间。

更多信息： Takuma Shiraiwa 等人，《Nb 掺杂金红石 TiO2 中增强的质子传输：一类非常有用的质子传导混合离子电子导体》，《美国化学会志》 (2025)。期刊信息： 美国化学会志