一項由中外科學家共同完成的新成果27日出現在《自然》雜志網站的頭版：石墨烯、氮化硼等二維納米材料具有只允許質子穿透的特性，因此有望取代燃料電池核心部件質子傳導膜的現有材料，并催生了燃料電池的革命性進步。
中國科學技術大學吳恒安教授，英國曼徹斯特大學特別副研究員、諾貝爾物理學獎獲得者王鳳超。海姆教授的研究小組與荷蘭奈梅亨大學的研究人員合作，相關論文于11月26日在線發表在國際頂級學術期刊《自然》上。
燃料電池是一種將燃料的化學能直接轉化為電能的發電裝置，具有能量轉換效率高、無需花費充電時間、零排放、無污染等優點。從智能手機到航空航天、國防，燃料電池都能大顯身手，有著非常廣闊的應用前景。然而，作為燃料電池核心部件的質子導電膜存在燃料滲透等缺陷，極大地限制了其大規模應用。
據本文合著者吳恒安教授介紹，石墨烯是一種碳原子排列在六邊形蜂窩晶格中的單層網狀二維材料，二維氮化硼納米材料也具有類似于石墨烯的六邊形網狀結構。傳統上，沒有任何氣體分子或流體分子，即使是最小的氫原子，也不能毫無缺陷地穿透完美的石墨烯片。他們的研究表明，質子可以很容易地穿過石墨烯和氮化硼等二維材料；
如果溫度升高或添加催化劑，滲透過程將明顯加快。此外，除了質子，其他物質不能通過石墨烯和氮化硼等二維材料。
據特約副研究員王鳳超介紹，根據研究結果，石墨烯、氮化硼等二維材料可以用作“質子傳導膜”，這將使燃料電池更高效、更安全、更環保、更輕，其應用領域將大大擴展，應用速度將顯著加快。同時，這一成果也將極大地推動氫相關技術的研究。
據悉，本文發表后，“自然”網站首次以頭版頭條的形式進行了報道，同期的“自然新聞視點”欄目也對這一成果進行了重點評論和展望。麻省理工學院的Karnik教授在評論中指出，質子導電膜是燃料電池的核心，本研究取得的突破在理論上達到了美國能源部2020年設定的質子導電膜傳輸性能目標。
一項由中外科學家共同完成的新成果27日出現在《自然》雜志網站的頭版：石墨烯、氮化硼等二維納米材料具有只允許質子穿透的特性，因此有望取代燃料電池核心部件質子傳導膜的現有材料，并催生了燃料電池的革命性進步。
中國科學技術大學吳恒安教授，英國曼徹斯特大學特別副研究員、諾貝爾物理學獎獲得者王鳳超。海姆教授的研究小組與荷蘭奈梅亨大學的研究人員合作，相關論文于11月26日在線發表在國際頂級學術期刊《自然》上。
燃料電池是一種將燃料的化學能直接轉化為電能的發電裝置，具有能量轉換效率高、無需花費充電時間、零排放、無污染等優點。從智能手機到航空航天、國防，燃料電池都能大顯身手，有著非常廣闊的應用前景。然而，作為燃料電池核心部件的質子導電膜存在燃料滲透等缺陷，極大地限制了其大規模應用。
據本文合著者吳恒安教授介紹，石墨烯是一種碳原子排列在六邊形蜂窩晶格中的單層網狀二維材料，二維氮化硼納米材料也具有類似于石墨烯的六邊形網狀結構。傳統上，沒有任何氣體分子或流體分子，即使是最小的氫原子，也不能毫無缺陷地穿透完美的石墨烯片。他們的研究表明，質子可以很容易地穿過石墨烯和氮化硼等二維材料；如果溫度升高或添加催化劑，滲透過程將明顯加快。此外，除了質子，其他物質不能通過石墨烯和氮化硼等二維材料。
據特約副研究員王鳳超介紹，根據研究結果，石墨烯、氮化硼等二維材料可以用作“質子傳導膜”，這將使燃料電池更高效、更安全、更環保、更輕，其應用領域將大大擴展，應用速度將顯著加快。同時，這一成果也將極大地推動氫相關技術的研究。
據悉，本文發表后，“自然”網站首次以頭版頭條的形式進行了報道，同期的“自然新聞視點”欄目也對這一成果進行了重點評論和展望。麻省理工學院的Karnik教授在評論中指出，質子導電膜是燃料電池的核心，本研究取得的突破在理論上達到了美國能源部2020年設定的質子導電膜傳輸性能目標。
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