蒸汽电解和在300–600°C下的电化学合成的新兴应用，对质子陶瓷电池的稳定性提出了严格的要求，而富含铈的电解质无法满足这些要求。
一种有前景的候选材料是无铈的BaZr₀.₈Y₀.₂O₃₋δ，但由于质子器件所需的烧结温度较高，其应用长期以来受到限制。
基于此，2025年3月14日，美国爱达荷国家实验室丁冬、麻省理工学院李巨、清华大学董岩皓、新墨西哥州立大学Hongmei Luo等人在国际知名期刊Nature Synthesis发表题为《Sintering protonic zirconate cells with enhanced electrolysis stability and Faradaic efficiency》的研究论文。
在此，作者通过共烧结工艺解决了这一问题，其中易于烧结的支撑层的收缩应力有助于在低温下致密化纯BaZr₀.₈Y₀.₂O₃–δ电解质膜。
这种方法消除了致密锆酸盐电解质膜中的铈和有害烧结助剂，从而提高了法拉第效率和电化学稳定性，特别是在恶劣的工作条件下。
质子锆酸盐电池表现出卓越的性能，并在600°C下实现了高达0.7 atm蒸汽压力、-2 A cm⁻²电流密度以及超过800小时的动态运行的稳定高蒸汽压力电解。
作者的工艺突破为未来能源基础设施中要求苛刻的应用提供了稳定的质子电池。
Tang, W., Bian, W., Ding, H. et al. Sintering protonic zirconate cells with enhanced electrolysis stability and Faradaic efficiency. Nat. Synth (2025). https://doi.org/10.1038/s44160-025-00765-z
