西工大李致朋/令狐佳珺联合港理工杨明《Ceram. Int》：新型SOFC燃料电池的质子传导电解质开发

本文由西北工业大学李致朋/令狐佳珺课题组联合香港理工大学杨明课题组共同研究，提出了一种新型质子传导固体氧化物燃料电池的电解质材料——多价金属钙钛矿YbCoO3。研究背景基于现有Ba基钙钛矿材料在稳定性和电导率方面的不足，研究目的是开发一种具有高稳定性和高质子导电率的新型电解质材料。通过第一性原理计算，研究发现YbCoO3不仅具有良好的热力学和化学稳定性，还能在高温下稳定工作，且其半导体特性有助于降低漏电流。此外，YbCoO3中的Co通过价态变化吸纳大量氢，产生高浓度质子，其质子浓度远高于Ba基钙钛矿。研究还通过CI-NEB方法分析了质子迁移路径，揭示了氧氧距离缩短和B位金属与氢之间的斥力在决定质子迁移能垒中的关键作用。结论表明，YbCoO3有望成为同时具有稳定性和高质子导电率的电解质材料，为开发高性能固体氧化物燃料电池提供了新的研究方向。