熊本大學利用黏土礦物開發出質子傳導性奈米片積層固體電解質

 

刊登日期:2025/8/12
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熊本大學成功開發出一項由黏土礦物衍生的質子傳導性奈米片層狀固體電解質。研究團隊從天然黏土礦物中提取出奈米片,並精密積層後製成材料,應用於燃料電池的電解質後,確認可在中低溫區間運作,並達到約260 mW/cm2的輸出功率。
 
熊本大學開發的無機奈米片積層膜是以天然黏土礦物蒙脫石(Montmorillonite)為原料,從中提取出單層奈米片並進行層層堆疊後製成。膜材完全由無機物質組成,主要成分為矽(Si)、鋁(Al)、鎂(Mg),具有柔軟性與優異的成型性。藉由滴注乾燥、抽濾、旋轉塗佈(Spin Coating)等方法,可以簡單控制膜的厚度、形狀及面積。
 
研究團隊以無機奈米片積層膜作為固體電解質進行燃料電池性能評估,在90℃、相對濕度100%的條件下,可獲得最大輸出密度264 mW/cm2。此外,膜材可在-10℃~140℃的溫度範圍內穩定運作,展現良好的耐溫特性。
蒙脫石等原料的黏土礦產分佈於世界各地,因此本材料具備低環境負荷與良好的成本效益潛力。熊本大學表示,由於電極材料與操作條件亦為重要的控制因素,目前的輸出功率雖不夠理想,但藉由膜結構的改良,今後可望進一步提升性能。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/658698
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