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一項由中外科學家聯合完成的成果日前登上"自然"網站的首頁頭條：石墨烯、氮化硼等二維納米材料具有只容質子穿透的特性，因而有望取代制作燃料電池的核心部件"質子傳導膜"的現有材料，催生燃料電池的革命性進步。

該成果由中國科學技術大學教授吳恒安、副研究員王奉超與諾貝爾物理獎得主、英國曼徹斯特大學教授安德烈·海姆課題組及荷蘭內梅亨大學研究人員合作完成。

燃料電池是將燃料具有的化學能直接變為電能的發電裝置，具有能量轉化效率高、無需耗費充能時間、零排放無污染等諸多優點，應用前景非常廣闊。然而，燃料電池中的核心部件"質子傳導膜"存在的燃料滲透等缺陷，使其大規模應用受到很大限制。據吳恒安介紹，傳統觀點認為，任何氣體分子或流體分子，都無法穿透不含缺陷的完美石墨烯片層。他們的研究則表明，質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，穿透過程會明顯加快。基于此項研究成果，可采用石墨烯和氮化硼等單原子層二維材料作為"質子傳導膜"，這將使燃料電池更高效、更安全、更環保、更輕薄。