前言

随着世界人口的不断增长和全球经济的持续发展，能源危机和环境污染等问题对人类的生产、生活造成了严重的影响。节约能源、合理利用能源与环境保护已经成为 21 世纪最热点的问题。同时，新型清洁能源的开发、现有能源的合理利用以及与环境保护的协调发展对世界经济的发展起着非常重要的作用。燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的一种不经燃烧过程的发电装置，既可利用化石燃料，也可利用氢或可再生能源作为燃料，被称为 21 世纪的绿色发电站，将成为继火力、水力、核能发电后第四代新型发电技术，引起了人们的研究兴趣。作为燃料电池最核心的部件，电解质材料的性能不仅直接影响电池的工作温度、输出性能等，还能影响与之匹配的电极材料的设计与制备。按照导电离子的不同，电解质材料又可以分为两类：质子导电电解质和氧离子导电电解质。二者的主要区别在于生成水的位置不一样，氧离子导体燃料电池在燃料一侧生成水，稀释燃料，增加了电池系统的复杂性；而质子导体燃料电池在空气电极一侧生成水，很容易处理或者排除。这是质子导体燃料电池比传统氧离子导体燃料电池的优越性之所在。由于质子导体固体电解质具有广阔的应用前景和巨大的发展空间，各国研究者对中低温质子导体从制备方法、物化性质、质子导电机理和工业应用等方面进行了广泛的研究并取得了重大进展。

本书共分为 6 章：第1章为燃料电池概述；第2章为质子导体固体电解质的制备方法；第3 ～ 5章为钙钛矿结构铈酸锶基、铈酸钡基、锆酸钡基质子导体固体电解质材料，主要介绍了钙钛矿材料的基本结构、缺陷化学、质子传输机理以及薄膜燃料电池的研究及应用，并综述了各种改性方法（离子掺杂、烧结助剂、无机盐复合等）对质子导体材料的晶格结构、烧结性能、化学稳定性及电化学性能等方面的影响；第6章为新型金属有机骨架化合物（MOF）质子导体。

本书编者根据近几年来从事燃料电池技术科研和教学积累的一些关于固体电解质材料的合成、导电性能及燃料电池性能的测试与研究经验，参考国内外该领域的众多科研论文及图书资料编写而成。本书可作为高等学校相关专业的本科生和研究生的参考用书，也可供科研部门有关专业的科技人员参考。

本书得到安徽省教育厅自然科学研究重点项目（批准号：KJ2018A0337）、阜阳市政府－阜阳师范学院横向合作项目（批准号：XDHX201739）、阜阳师范学院优秀青年人才项目（批准号：rcxm201805）以及环境污染物降解与监测安徽省重点实验室委托项目（批准号：2019HJJC01ZD）的共同资助。

由于笔者水平所限，书中难免有不当之处，还望读者给予谅解和批评指正！

师瑞娟
2018 年 5 月