广岛大学 基于多金属氧酸盐的框架中的超高质子传导图片说明:基于镧系离子功能化的多金属氧酸盐的框架中通过扩展氢键网络的超高质子传导
学分:东京大学神田沙也加内田 说到燃料电池技术，质子是下一个重要的东西
这种亚原子交换产生的能量规模挑战了当代固态燃料电池技术，后者曾被用来为航天飞机提供动力
为了更快地实现基于质子的技术，一个国际研究小组开发了一种混合材料，可以在高温和高湿度下有效地传输质子——这是过去尝试中的两个主要挑战
该结果发表在美国化学学会期刊《美国化学学会应用材料与界面》上
该团队由日本东京大学领导，专注于一种叫做多金属氧酸盐(POMs)的材料，他们之前将这种材料与另一种聚合物和化合物制成复合材料，以帮助提供结构稳定性
广岛大学高级科学与工程研究生院的教授、论文作者正弘说:“质子交换膜作为具有理想特性和功能的新材料的设计和合成的构建模块很有吸引力——例如，它们可以有效地传输质子，但只能在低温和低湿度下进行。”
“不幸的是，一个有待解决的巨大问题是，我们的复合材料在更高的温度和湿度下分解
" 为了解决这个问题，研究人员研究了如何通过将带正电荷的离子封装在材料的内部空腔中来更好地调整复合材料
正离子，称为阳离子，有助于平衡负电荷离子，称为阴离子，以稳定材料的导电性
他们决定在材料中加入铕，一种室温下呈固态的金属元素
铕对水分子特别有吸引力，水分子会将外部氧气带入材料中
质子通过附着在氧上而在系统中移动
氧气越多，这个过程的质子传导性越强
“我们的目标是生产稳定的高质子传导性材料，”论文作者神田沙也加·内田说，他是东京大学文理学院基础科学系的副教授
“通过对组件的精细控制，我们生产了这样一种材料
" 该材料在368开尔文(202)的温度下继续表现出高质子传导率
73华氏度)和50%的湿度
研究人员计划进一步提高稳定性和质子传导性
“我们计划提高稳定性和质子传导率，这样这种材料就可以在燃料电池中用作电解质，从而提高它们的性能，”Sadakane说
这项工作可以为固态质子导体的设计提供指导
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