一項(xiàng)由中外科學(xué)家聯(lián)合完成的成果日前登上“自然”網(wǎng)站的首頁(yè)頭條：石墨烯、氮化硼等二維納米材料具有只容質(zhì)子穿透的特性，因而有望取代制作燃料電池的核心部件“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”的現(xiàn)有材料，催生燃料電池的革命性進(jìn)步。

該成果由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授吳恒安、副研究員王奉超與諾貝爾物理獎(jiǎng)得主、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆課題組及荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)研究人員合作完成。

燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置，具有能量轉(zhuǎn)化效率高、無(wú)需耗費(fèi)充能時(shí)間、零排放無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景非常廣闊。然而，燃料電池中的核心部件“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”存在的燃料滲透等缺陷，使其大規(guī)模應(yīng)用受到很大限制。據(jù)吳恒安介紹，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，任何氣體分子或流體分子，都無(wú)法穿透不含缺陷的完美石墨烯片層。他們的研究則表明，質(zhì)子可以較為容易地穿越石墨烯和氮化硼等二維材料，如果升高溫度或加入催化劑，穿透過(guò)程會(huì)明顯加快。基于此項(xiàng)研究成果，可采用石墨烯和氮化硼等單原子層二維材料作為“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”，這將使燃料電池更高效、更安全、更環(huán)保、更輕薄。