能源突破：技术研究人员创造新型燃料电池

发布时间：2023-04-06 17:45:03 栏目：生活

导读 像电池一样，燃料电池通过电化学过程产生能量。与电池不同，它们不会耗尽或需要充电。然而，燃料电池的潜在优势被成本、性能和耐用性等挑战

像电池一样，燃料电池通过电化学过程产生能量。与电池不同，它们不会耗尽或需要充电。然而，燃料电池的潜在优势被成本、性能和耐用性等挑战所抵消。



密歇根理工大学研究员Yun Hang Hu和两名研究生Hanrui Su和Wei Zhang接受了这些挑战，通过在电解质和熔化的碳酸盐之间创建界面作为氧离子转移的超快通道来改变燃料电池的传统路径。

“这使我们能够发明一种全新的燃料电池，碳酸盐超结构固体燃料电池(CSSFC)，”胡说，他在密歇根理工学院材料科学与工程系担任查尔斯和卡罗尔麦克阿瑟捐赠的材料科学与工程讲座教授。

与其他燃料电池一样，CSSFC具有广泛的潜在用途，从提供能源以运行燃料电池汽车和家庭发电到整个发电站。由于CSSFC具有燃料灵活性，因此与其他类型的燃料电池相比，它们在较低的工作温度下提供更高的耐用性和能量转换效率。

大多数燃料电池由氢气提供动力 - 通常由含氢化合物(通常是甲烷)通过称为重整的昂贵过程产生。但胡的实验室开发的CSSFC可以直接使用甲烷或其他碳氢化合物燃料。

胡说，燃料灵活性对商业应用特别感兴趣。而且，新型燃料电池在较低工作温度下的电化学性能还具有其他几个优势。“传统固体氧化物燃料电池的工作温度通常为800摄氏度或更高，因为在较低温度下固体电解质中的离子转移非常缓慢，”胡说。“相比之下，CSSFC的超结构电解质可以在550摄氏度或更低的温度下提供快速离子转移 - 甚至低至470摄氏度。

相对较低的工作温度提供了较高的理论效率和更低的电池制造成本。胡说，它比其他固体燃料电池更安全。

CSSFC的测试还显示出前所未有的高开路电压(OCV)，这表明没有漏电流损耗和高能量转换效率。

胡先生估计，CSSFC的燃油效率可以达到60%。相比之下，内燃机的平均燃油效率在35%到30%之间。CSSFC的燃油效率更高，可以降低车辆的二氧化碳排放量。