一種全新的燃料電池！碳酸鹽超結(jié)構(gòu)固體燃料電池-CSSFC
更新時間：2023-05-12 點擊量：597
和電池一樣，燃料電池也通過電化學(xué)過程產(chǎn)生能量。與電池不同，它們不會耗盡電量，也不需要充電。然而，燃料電池的潛在優(yōu)勢被包括成本、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)，他們通過在電解質(zhì)和融化的碳酸鹽之間建立一個界面，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，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——氫氣通常由含氫化合物產(chǎn)生，最常見的是甲烷——通過一種稱為重整的昂貴過程。但是胡的實驗室開發(fā)的CSSFC可以直接使用甲烷或其他碳氫化合物燃料。
胡說，燃料的靈活性對商業(yè)應(yīng)用特別有價值。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優(yōu)勢。他說，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，因為在較低的溫度下，固體電解質(zhì)中的離子轉(zhuǎn)移非常緩慢?！跋啾戎?，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，它也可能比其他固體燃料電池更安全。在CSSFC上的測試也顯示了未有的高開路電壓(OCV)，這表明無電流泄漏損失和高能量轉(zhuǎn)換效率。
胡估計，CSSFC的效率可以達到60%。相比之下，內(nèi)燃機的平均燃油效率在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。
這項研究近日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
文章來源：全球氫能網(wǎng)
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朱穎
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