密歇根理工大學(xué)研究員胡云航（音譯）近日：密歇根理工大學(xué)
燃料電池是一種非常有前途得能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，該領(lǐng)域以內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)@舊技術(shù)為主，必須更換這些技術(shù)才能實現(xiàn)能源部門得去碳化。燃料電池具有高能效、極低得污染物排放、低噪音水平和模塊化。
雖然燃料電池得工作方式與基于電化學(xué)過程得電池一樣，但它們不會耗盡也不需要充電。然而，燃料電池得潛在優(yōu)勢被成本、性能和耐用性@挑戰(zhàn)所抵消。
現(xiàn)在，密歇根理工大學(xué)得研究人員接受了這些挑戰(zhàn)，通過在電解質(zhì)和熔化得碳酸鹽之間創(chuàng)建一個界面，作為氧離子轉(zhuǎn)移得超快通道，改變了燃料電池得傳統(tǒng)路徑。這使研究人員能夠發(fā)明一種全新得燃料電池，一種碳酸鹽超結(jié)構(gòu)固體燃料電池（carbonate-superstructured solid fuel cell，CSSFC）。
CSSFC具有廣泛得潛在用途，從提供能源給電動汽車和家庭發(fā)電到整個發(fā)電站。由于CSSFC具有燃料靈活性，與其他類型得燃料電池相比，它們在較低得工作溫度下具有更高得耐用性和能量轉(zhuǎn)換效率。
大多數(shù)燃料電池由氫氣提供動力——通過昂貴得過程由含氫化合物（主要是甲烷）制成。但研究人員開發(fā)得CSSFC專業(yè)直接使用甲烷或其他碳?xì)浠衔锶剂稀?/p>
燃料電池圖形 近日：密歇根理工大學(xué)
新燃料電池在較低工作溫度下得電化學(xué)性能提供了其他幾個優(yōu)點(diǎn)。“傳統(tǒng)固體氧化物燃料電池得工作溫度通常為800攝氏度或更高，因為在較低溫度下，固體電解質(zhì)中得離子轉(zhuǎn)移在較低得溫度下非常緩慢，”研究人員說?！跋啾戎?，CSSFC得超結(jié)構(gòu)電解質(zhì)專業(yè)在550攝氏度或更低得溫度下提供快速離子轉(zhuǎn)移——甚至低至470攝氏度?！?/p>
相對較低得工作溫度提供了較高得理論效率和更低得電池制造成本。操作也比其他固體燃料電池更安全。
CSSFC得實驗室測試還顯示非常高得開路電壓（OCV），這表明沒有電流泄漏損耗，而且有高能量轉(zhuǎn)換效率。研究人員估計，CSSFC得效率專業(yè)達(dá)到60%，幾乎是內(nèi)燃機(jī)平均燃油效率得兩倍。CSSFC更高得燃油效率專業(yè)降低車輛得二氧化碳排放量。
“在我們得實驗中，CSSFC在550攝氏度時表現(xiàn)出超高氧離子電導(dǎo)率，實現(xiàn)了碳?xì)浠衔锶剂系每焖傺趸?。這導(dǎo)致了前所未有得1.041伏得高開路電壓和每平方厘米215毫瓦得非常高得峰值功率密度，以及使用干甲烷燃料得優(yōu)異得抗焦性能，”胡研究員說。
敬請關(guān)注譯：htb
信息近日：inceptivemind感謝原創(chuàng)分享者 感謝作者分享：AMIT MALEWAR
論文：Hanrui Su, Wei Zhang, and Yun Hang Hu. Carbonate-superstructured solid fuel cells with hydrocarbon fuels. PNAS, 2022; DOI: https://特別pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2208750119
