質(zhì)子陶瓷燃料電池（PCFC），指基于質(zhì)子導(dǎo)電陶瓷電解質(zhì)制成的新型燃料電池。質(zhì)子陶瓷燃料電池具備能量轉(zhuǎn)換效率高、低溫依賴性強(qiáng)、綠色環(huán)保、質(zhì)子傳導(dǎo)率高等特點(diǎn)，未來有望在電力供應(yīng)、儲能系統(tǒng)、動力電池等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
質(zhì)子陶瓷燃料電池通常由陽極、陰極以及電解質(zhì)組成。尖晶石、單鈣鈦礦、RP型類鈣鈦礦以及雙鈣鈦礦等可用作質(zhì)子陶瓷燃料電池陰極材料。尖晶石是一種過渡金屬氧化物，具備熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)電性佳等優(yōu)勢，可細(xì)分為反尖晶石、正尖晶石以及混合尖晶石三種類型。尖晶石作為陰極材料，能有效提升質(zhì)子陶瓷燃料電池循環(huán)壽命以及穩(wěn)定性，在其制備過程中應(yīng)用較多。
燃料電池種類豐富，包括固體氧化物燃料電池（SOFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、堿性燃料電池（AFC）等。固體氧化物燃料電池主要應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)中，為燃料電池代表產(chǎn)品。但目前，固體氧化物燃料電池存在快速衰減、長期穩(wěn)定性差等問題，極大限制了其應(yīng)用范圍。質(zhì)子陶瓷燃料電池作為固體氧化物燃料電池替代產(chǎn)品，具備發(fā)電效率高、工作溫度低等優(yōu)勢，未來伴隨技術(shù)成熟度提升，其市場空間有望擴(kuò)展。
質(zhì)子陶瓷燃料電池在電力供應(yīng)、儲能系統(tǒng)、動力電池等領(lǐng)域擁有巨大應(yīng)用潛力。在電力供應(yīng)領(lǐng)域，質(zhì)子陶瓷燃料電池，可為偏遠(yuǎn)地區(qū)以及分布式發(fā)電系統(tǒng)供應(yīng)電力；在儲能系統(tǒng)領(lǐng)域，其可用于季節(jié)性儲能場景；在動力電池領(lǐng)域，其作為動力電池，可用于新能源汽車中。未來伴隨研究不斷深入，質(zhì)子陶瓷燃料電池應(yīng)用范圍還將進(jìn)一步擴(kuò)展。
目前，我國質(zhì)子陶瓷燃料電池行業(yè)尚處于起步階段，以實(shí)驗(yàn)室研發(fā)為主，未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。道氏技術(shù)、華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)等為我國已布局質(zhì)子陶瓷燃料電池行業(yè)研發(fā)賽道的企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)。
質(zhì)子陶瓷燃料電池作為一種新型燃料電池，在眾多領(lǐng)域擁有廣闊應(yīng)用前景。未來伴隨技術(shù)進(jìn)步以及市場需求不斷增長，我國質(zhì)子陶瓷燃料電池行業(yè)景氣度有望提升。目前，我國質(zhì)子陶瓷燃料電池行業(yè)尚處于起步階段，未來隨著本土企業(yè)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)持續(xù)發(fā)力，其商用化進(jìn)程有望加快。