韓國研究團隊開發了一種陶瓷燃料電池，具有薄膜沉積技術的奈米結構鎳催化劑，既確保了穩定性、高效能，同時將催化劑用量減少到1/20。

　　因此，該技術將打破陶瓷燃料電池由於難以頻繁啟動而只能用於大規模發電的制約，有望將其應用範圍擴大到新的領域。

　　研究表明，這種新的概念技術，能夠抑制氧化還原迴圈造成的破壞，這是陶瓷燃料電池破壞的主要原因。

　　陶瓷燃料電池是高溫燃料電池的代表，其特點是執行在800℃以上的高溫環境。由於這一點，其活性很高，不像聚合物電解質燃料電池必須使用昂貴的高活性鉑催化劑，陶瓷燃料電池可以使用便宜的催化劑，如鎳。然而，當佔陽極體積40%左右的鎳在高溫操作條件下相遇、聚集，並因反覆停止-重啟而暴露於氧化還原過程時，鎳膨脹、收縮，導致了陶瓷燃料電池的整體結構被破壞。致命的缺點是無法多次重啟，使得陶瓷燃料電池很難用於大規模發電以外的應用。

韓國科學技術研究院(KIST)的Jiwon Sohn博士的團隊開發了一種新的概念燃料電池，將鎳含量降低到2%，也就是現有陽極鎳含量的1/20，這樣陽極中的鎳顆粒就不會聚集在一起。透過將鎳催化劑的尺寸減小至奈米水平，增加了表面積以補償催化劑含量的降低。同時尺寸非常小的催化劑顆粒薄而均勻地分佈在陽極薄膜層中，能夠防止鎳顆粒匯聚的過程。

　　將開發的新概念陽極應用於燃料電池並對其進行操作的結果是，即使超過100次迴圈，也不會破壞電極或降低效能，這比常規陶瓷燃料電池的穩定性高出5倍以上，之前的產品在少於20次氧化還原迴圈的情況下就會被破壞。而且，由於鎳顆粒的奈米化，陶瓷燃料電池的效能比現有技術提高了1.5倍，從而在穩定性和效能上都有了顯著的進步。

　　Jiwon Sohn博士說，“這項研究的結果是對一種新型概念電極結構進行設計和製造評估的系統研究，該電極結構可以有效抑制由於氧化還原而導致的鎳聚集和破壞，這是陶瓷燃料電池衰減的主要原因。”他說：“我們已經確認有可能透過同時提高陶瓷燃料電池的穩定性和效能，從而將其應用範圍擴大，並延長其使用壽命。”

　　本研究得到韓國科技和資訊通訊技術部(Minister Ki-Young Choi)的支援，並作為韓國科學技術研究院(KIST)的重大專案、韓國國家研究基金會的全球前沿專案和中型研究人員的支援專案來進行。研究成果發表在金屬材料工程領域的國際頂級學術期刊《Acta Materialia》上。

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