一種全新的燃料電池！碳酸鹽超結(jié)構(gòu)固體燃料電池-CSSFC
更新時(shí)間：2023-05-12 點(diǎn)擊量：1029
和電池一樣，燃料電池也通過(guò)電化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生能量。與電池不同，它們不會(huì)耗盡電量，也不需要充電。然而，燃料電池的潛在優(yōu)勢(shì)被包括成本、性能和耐久性在內(nèi)的挑戰(zhàn)所抵消。
密歇根理工大學(xué)（Michigan Technological University）的研究人員胡云航（音）和兩名研究生蘇漢瑞（音）和張偉（音）接受了這些挑戰(zhàn)，他們通過(guò)在電解質(zhì)和融化的碳酸鹽之間建立一個(gè)界面，作為氧離子轉(zhuǎn)移的超快通道，改變了燃料電池的傳統(tǒng)路徑。
“這使我們能夠發(fā)明一種全新的燃料電池，一種碳酸鹽超結(jié)構(gòu)固體燃料電池(CSSFC)，"胡說(shuō)，他是密歇根理工大學(xué)材料科學(xué)與工程系查爾斯和卡羅爾麥克阿瑟捐贈(zèng)的材料科學(xué)與工程講座教授。
與其他燃料電池一樣，CSSFC具有廣泛的潛在用途，從為燃料電池汽車和家庭發(fā)電、到為整個(gè)發(fā)電站提供電力。由于CSSFC具有燃料靈活性，在較低的工作溫度下，它們比其他類型的燃料電池具有更高的耐久性和能量轉(zhuǎn)換效率。
大多數(shù)燃料電池由氫氣驅(qū)動(dòng)——?dú)錃馔ǔＳ珊瑲浠衔锂a(chǎn)生，最常見的是甲烷——通過(guò)一種稱為重整的昂貴過(guò)程。但是胡的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的CSSFC可以直接使用甲烷或其他碳?xì)浠衔锶剂稀?br/>
胡說(shuō)，燃料的靈活性對(duì)商業(yè)應(yīng)用特別有價(jià)值。此外，這種新型燃料電池在較低工作溫度下的電化學(xué)性能還提供了其他幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。他說(shuō)，傳統(tǒng)固體氧化物燃料電池的工作溫度通常是800攝氏度或更高，因?yàn)樵谳^低的溫度下，固體電解質(zhì)中的離子轉(zhuǎn)移非常緩慢。“相比之下，CSSFC的超結(jié)構(gòu)電解質(zhì)可以在550攝氏度或更低的溫度下提供快速離子轉(zhuǎn)移，甚至可以低至470攝氏度。"
相對(duì)較低的工作溫度提供了較高的理論效率和較低的電池制造成本。胡說(shuō)，它也可能比其他固體燃料電池更安全。在CSSFC上的測(cè)試也顯示了未有的高開路電壓(OCV)，這表明無(wú)電流泄漏損失和高能量轉(zhuǎn)換效率。
胡估計(jì)，CSSFC的效率可以達(dá)到60%。相比之下，內(nèi)燃機(jī)的平均燃油效率在35%到30%之間。CSSFC更高的效率可以降低車輛的二氧化碳排放量。
這項(xiàng)研究近日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
文章來(lái)源：全球氫能網(wǎng)
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朱穎
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