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：541
和電池一樣，燃料電池也通過電化學過程產(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（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材料科學與工程系查爾斯和卡羅爾麥克阿瑟捐贈的材料科學與工程講座教授。
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。“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《美國國家科學院院刊》上。
文章來源：全球氫能網(wǎng)
注：已獲得轉(zhuǎn)載權(quán)
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朱穎
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