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美國在固體氧化物燃料動力電池取得進展,或將成為汽油發動機

鉅大LARGE  |  點擊量:850次  |  2020年08月29日  

據外媒報道,美國華盛頓州立大學(WashingtonStateUniversity)在固體氧化物燃料動力電池(SOFC)方面取得了關鍵進展,或讓此種高能效、低污染的技術成為一種更可行的替代品,代替為汽車供應動力的汽油發動機。


研究人員在博士研究生QusayBkour和Gene與Linda化學工程與生物工程系教授SuHa的帶領下,研發了一種獨特且廉價的納米顆粒催化劑,能夠讓該款燃料動力電池將汽油等液體燃料轉化為電能,而不會在電化學過程中出現停頓,最終有助于實現二氧化碳排放量低的高效汽油動力汽車,因為二氧化碳排放是全球變暖的原因之一。


燃料動力電池供應了一種清潔高效的方法,能夠讓燃料中的化學能直接轉化為電能。此類電池與普通電池類似,也有陽極、陰極和電解液。不過,電池會供應之前存儲的電力,與之不同的是燃料動力電池可以在有燃料的情況下持續供應電力。


因為燃料動力電池依靠電化學反應工作,而不是讓活塞做機械工作,所以燃料動力電池比汽車中的內燃機更高效。當氫氣用作燃料時,燃料動力電池的唯一廢物就是水。但是,雖然氫燃料動力電池技術的前景很好,但是將高壓氫氣存儲在燃料罐中帶來了巨大的經濟和安全挑戰。此外,在美國幾乎沒有氫氣基礎設施,因此該技術的市場滲透率非常低。


與純氫燃料動力電池不同,研究人員研發的SOFC技術可利用汽油、柴油,甚至生物基柴油燃料等各種液體燃料工作,而且催化劑中無需使用昂貴的金屬。由汽油SOFC技術驅動的汽車仍可以使用現有的加油站。


但是,以汽油為燃料的燃料動力電池往往在內部會積累碳,從而讓轉化反應停止。硫等液體燃料中常見的化學物也會阻礙此類反應,還會讓燃料動力電池失效。


因此,華盛頓州立大學研究團隊在SOFC燃料動力電池中采用了由鎳制成的廉價催化劑,然后添加了元素鉬的納米顆粒。在測試摻鉬催化劑時,研究人員發現其燃料動力電池可以持續工作24小時而不出現故障,該系統能夠阻止碳堆積以及硫中毒。相比之下,普通的鎳催化劑會讓電池在一個小時內就失效。


液體燃料動力電池技術在交通應用等各種耗電市場上有巨大的商機,研究人員們正與汽車行業搭建橋梁,制造出可以在真實環境下、運行得更持久的燃料動力電池。


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