燃料電池的研究進展

熱心網友：科學家研發(fā)展動力燃料電池：替代鉑進行催化韓國高麗大學的一個科學家組概述了一個用人尿內的碳原子制造廉價電力的計劃。這些研究人員稱，他們會用天然存在于人尿中的碳取代燃料電池內昂貴的鉑。燃料電池是一項通過氫氧反應把化學能變成電能的很有發(fā)展前途的技術。 根據這項技術，把氫氣送到燃料電池一側、帶有負電荷的陽極上，同時氧被送到燃料電池另一側、帶有正電荷的陰極上。在陽極上，一種通常是鉑的催化劑把氫原子的電子分離出來，留下帶正電荷的氫離子和自由電子。陽極和陰極之間的一張膜只允許氫離子通過。這意味著電子只有沿著外電路移動，繼而產生電流。 科學家希望燃料電池將來有機會得到廣泛應用，為汽車和住宅提供電力。問題是燃料電池內的催化劑過于昂貴，而且它的高成本現已抑制這項技術的商業(yè)發(fā)展。但通過用具有相似特性的碳代替鉑，韓國研究人員認為他們可能大幅降低燃料電池的成本。 生物質燃料低溫電池2014年2月9日，美國科學家開發(fā)出一種直接以生物質為原料的低溫燃料電池。這種燃料電池只需借助太陽能或廢熱就能將稻草、鋸末、藻類甚至有機肥料轉化為電能，能量密度比基于纖維素的微生物燃料電池高出近100倍。這種技術，在室溫下就能對生物質進行處理，對原材料的要求極低，幾乎適用于所有生物質，如淀粉、纖維素、木質素，甚至柳枝稷、鋸末、藻類以及禽類加工的廢料都能被用來發(fā)電。如果缺乏上述原料，水溶性生物質或懸浮在液體中的有機材料也沒有問題。該設備既可以在偏遠地區(qū)以家庭為單位小規(guī)模使用，也可以在生物質原料豐富的城市大規(guī)模使用。實驗顯示，這種燃料電池的運行時間長達20小時，這表明POM催化劑能夠再利用而無需進一步的處理。研究人員報告稱，這種燃料電池的最大能量密度可達每平方厘米0.72毫瓦，比基于纖維素的微生物燃料電池高出近100倍，接近目前效能最高的微生物燃料電池。鄧玉林認為，在對處理過程進行優(yōu)化后應該還有5倍到10倍的提升空間，未來這種生物質燃料電池的性能甚至有望媲美甲醇燃料電池。 直接甲酸燃料電池科研人員通過向普通的碳黑中摻雜磷化鎳(Ni2P)獲得了一種簡單廉價的復合載體，然后將鈀負載在該復合載體上得到直接甲酸燃料電池用陽極電催化劑。據介紹，該類催化劑在酸性環(huán)境中的活性、壽命、抗中毒能力及長效工作穩(wěn)定性方面均優(yōu)于商業(yè)催化劑和其他已經報道的催化劑。其中，利用該體系中的Pd-Ni2P/C作為DFAFC催化劑時其功率密度高達550mW/cm2，較商業(yè)性能提高2.5倍，是目前所見文獻報道的DFAFC的最高性能，相關研究成果發(fā)表于日前的《德國應用化學》上。