记者从西北工业大学获悉，该校李致朋团队联合北京大学刘开辉教授、马丁院士、王恩哥院士团队，在固体氧化物燃料电池技术领域取得进展。对应的成果已发表在国际材料学期刊《先进材料》，为清洁能源高效转化提供了新的技术路径。固体氧化物燃料电池作为新一代能源转化装置，具有效率高、排放低等优势，被认为是未来能源体系的重要方向之一。但在直接使用天然气等碳氢燃料时，长期存在积碳难题：积碳会削弱电池性能、缩短寿命，成为制约商业化应用的关键因素。 据介绍，积碳主要源于碳氢燃料在高温下发生裂解，生成的碳沉积在电极表面，进而阻碍电化学反应。多年来，国内外研究多从催化剂配方或运行条件入手缓解积碳，但难以彻底解决。 此次团队提出“镍原子晶格分离”策略，为该难题提供了新思路。该方法利用物理分离机制，在分子尺度上调控燃料转化过程。研究表明，这一策略可持续提供高纯度、抗积碳的燃料气体，从源头降低积碳风险，有助于提升系统长期稳定性。 值得关注的是，该策略在解决积碳的同时实现了副产物的利用。团队将反应中形成的固碳产物继续转化为石墨烯材料。石墨烯在电子、能源与复合材料等领域应用广泛，具备较高附加值；这一转化有望提升整体工艺的经济性，也为碳资源循环利用提供了新的可能。 从系统集成角度看，原子晶格分离技术具备较好的兼容性。研究数据显示，该技术可与现有固体氧化物燃料电池系统进行高效集成，并体现出能量循环利用潜力，为构建更完整的清洁能源转化方案提供了支撑，也为后续工程化与规模化应用打下基础。 业内专家认为，这一成果对推动我国能源结构转型具有现实意义。在能源转型阶段，天然气作为相对清洁的化石能源仍将发挥作用。相关突破有望提升天然气利用效率，并为实现碳达峰、碳中和目标提供新的技术选择。 从产业前景看，固体氧化物燃料电池技术的进一步成熟，将带动材料制备、装备制造、系统集成等环节协同发展。在分布式发电、交通运输、应急电源等场景中，该技术具备较大应用空间。
从“抑制积碳”到“转化利用”，该研究以机理层面的创新带动系统方案更新，反映了基础研究与工程应用面向能源转型需求的联合推进。下一步，关键材料与系统集成在真实工况下的长期验证，以及标准化评价体系的建立，将决定其能否从实验室走向产业化，并为高效清洁能源技术迭代提供参考。