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研究人員開發(fā)新型無膜燃料電池利用空氣中的氧氣發(fā)電

時間:2020-10-09 09:06來源:蓋世汽車作者:Elisha

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(圖片來源：INRS)

據(jù)外媒報道，加拿大國立科學(xué)研究院（INRS）教授Mohamed Mohamedi的研究團(tuán)隊，設(shè)計了一種綠色無膜燃料電池，它使用的是空氣中的氧氣。

常規(guī)燃料電池可為電動汽車提供動力。在使用過程中，這些燃料電池會失去電壓，最終停止工作。這是因?yàn)槿剂想姵刎?fù)極室中的醇類分子（甲醇或乙醇）穿過將其與正極室分開的隔膜，與正極室中的氧分子反應(yīng)，導(dǎo)致電壓下降。

科學(xué)家們曾想開發(fā)一種可以阻止醇類分子通過的薄膜，但未獲成功。在本項研究中，主要研究人員Mohamed Mohamedi教授提出另一建議，即開發(fā)不帶膜的燃料電池。新方案的成本更低，制造步驟也進(jìn)一步減少，但無法解決關(guān)鍵挑戰(zhàn)。Mohamedi教授稱：“與常規(guī)燃料電池一樣，當(dāng)薄膜被移除時，甲醇或乙醇會與氧氣發(fā)生反應(yīng)。為了防止電壓下降，我們必須開發(fā)用于正極室的選擇性電極。由博士生Juan Carlos Abrego-Martinez設(shè)計的這些電極，在醇類分子存在的情況下不活躍，但對產(chǎn)生電力的氧氣很敏感。”而且，這種無膜燃料電池還有一個特性：可以利用周圍空氣中的氧氣。

從模型到原型

在建造工作原型時，研究人員首先運(yùn)行由Alonso Moreno Zuria創(chuàng)建的數(shù)值模擬，他是INRS博士后研究員，也是這項研究的主要作者之一。研究小組通過計算機(jī)建模，測試燃料電池中選擇性電極的不同配置。Mohamedi教授表示，“常規(guī)燃料電池就像三明治，中間是薄膜。我們選擇單層設(shè)計，而且必須確定電極的排列和空間，以最大限度地利用燃料，同時保持環(huán)境空氣中的氧氣濃度。”

研究人員確定配置后，立刻進(jìn)行概念驗(yàn)證原型測試。這種無膜燃料電池僅用234微升甲醇，就可以為LED供電四小時。研究人員希望對此類燃料電池進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠使用乙醇。這是一種可以用生物質(zhì)和農(nóng)業(yè)廢物生產(chǎn)的綠色燃料，而且單位體積提供更多的能量。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池燃料電池無膜燃料電池氧氣發(fā)電

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