大工这位90后校友先后在《Science》和《Nature》上发表多项成果！

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近日，我校校友、材料科学与工程学院2013届本科毕业生、美国科罗拉多矿业大学先进能源材料课题组段传成博士，作为第一作者，与导师Ryan O’Hayre教授等在《Nature》杂志发表了课题组在燃料电池领域取得的最新研究成果——一种稳定、抗积碳、抗硫，燃料通用的质子陶瓷燃料电池。这项研究成果为质子陶瓷燃料电池（PCFC）的进一步科学研究和稳定经济地商业化应用奠定了基础。而早在2015年，段传成博士也是以第一作者的身份与导师Ryan O’Hayre教授等课题组成员在《Science》上还发表了题为“Readily processed protonic ceramic fuel cells with high performance at low temperatures”（易于制备的，并在低温具有高性能的质子陶瓷燃料电池）的研究论文，报道了前期多项研究成果。

段传成博士于2009年-2013年就读于我校材料科学与工程学院。学院的老师们对段传成在如此短的时间内便取得引人瞩目的高水平研究成果感到很欣慰，为有这样的优秀学生而自豪。据他的班主任董红刚教授回忆，段传成本科期间学习认真、潜心学术，打下了扎实的专业基础，对科研保持着浓厚的兴趣。王同敏教授曾担任段传成的指导教师，对他的印象非常深刻，上专业课时，他总坐在第一排，善于提问，勤于思考，成立了自己的科研兴趣小组，并带领小组以非常优异的成绩获得 “永冠杯”全国大学生铸造工艺设计大赛一等奖。2013年本科毕业后，他接受美国科罗拉多矿业大学的全额奖学金赴美留学。2018年5月以优异成绩取得博士学位，并被评为该校同届唯一的优秀博士生。在博士期间，他以第一作者身份还在其他杂志上发表了多篇关于质子陶瓷燃料电池及中低温燃料电池的研究成果。曾获得Ross Coffin Purdy Award、GEMS Award、Rath Research Award和中国优秀自费留学生奖学金。

段传成博士的主要研究方向为质子陶瓷电化学器件用作清洁能源的转换。相比于高温氧离子燃料电池 （>700 °C），PCFC能够在较低的温度 （350-600 °C）提供更高或可比的性能和更优的稳定性；相比于低温质子交换膜燃料电池 （<100 °C），PCFC能够直接利用天然气作为燃料，其效率会远高于低温燃料电池。2015年发表在《Science》上的论文报道的成果包括：（1）通过固态反应烧结提高电解质致密度和电导率来降低欧姆损耗 ；（2）开发新型阴极材料来降低极化阻抗。

“Readily processed protonic ceramic fuel cells with high performance at low temperatures” 

DOI: 10.1126/science.aab3987

2018年发表在《Nature》 上的研究成果，更加深入地研究了PCFC 的长期稳定性和抗积碳能力。课题组通过利用原位拉曼技术，研究了质子陶瓷特有的表面化学性质，并发现了PCFC 高抗积碳能力机制。这项研究进一步证明了PCFC 的商业化潜质。在建筑主电源，通信基站备用电源，公寓供电供热，绿色交通等领域，展现出美好的应用前景。

“Highly durable, coking and sulfur tolerant, fuel-flexible protonic ceramic fuel cells” DOI:10.1038/s41586-018-0082-6

论文链接（长按在浏览器打开）：

http://science.sciencemag.org/content/349/6254/1321

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0082-6

新闻作者 | 周学飞

图片来源 | 段传成

通  讯  员 | 材料学院 于聪聪

责任编辑 | 周学飞

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