中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:日前,加拿大卡爾加里大學(xué)的化學(xué)家杰夫·赫德和喬治·史密蘇共同發(fā)現(xiàn)了一種新物質(zhì)。它性能優(yōu)越,讓聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEM)能夠在更高溫的環(huán)境下工作。此次發(fā)現(xiàn)極為重要,因?yàn)樗軒椭酆衔镫娊赓|(zhì)膜燃料電池顯著提高能效、降低成本。聚合物電解質(zhì)膜燃料電池是上世紀(jì)60年代興起的第五代燃料電池,以其諸多優(yōu)點(diǎn)正引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注和研究。其中作為電解質(zhì)的功能高分子膜是這類(lèi)燃料電池的“心臟”,起著隔離陰陽(yáng)極、絕緣電子和選擇性輸運(yùn)質(zhì)子的作用。它的性能決定著聚合物電解質(zhì)膜燃料電池的輸出功率、電池效率、成本及應(yīng)用前景。而新發(fā)現(xiàn)材料恰恰與電解質(zhì)膜緊密相關(guān)。
史密蘇教授對(duì)這一發(fā)現(xiàn)信心滿滿,他說(shuō):“這一研究將改變?nèi)藗儗?duì)應(yīng)用于燃料電池上的物質(zhì)的理解。”來(lái)自加爾克里大學(xué)、加拿大國(guó)家研究委員會(huì)分子科學(xué)研究所的研究人員共同撰寫(xiě)了一篇學(xué)術(shù)論文,介紹此次新發(fā)現(xiàn),并已發(fā)表在《自然化學(xué)》雜志的網(wǎng)絡(luò)版上。
從本質(zhì)上講,燃料電池是一個(gè)小型電氣化學(xué)能源轉(zhuǎn)化裝置,能在有氧的情況下,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成水和電能。在氫燃料電池中,水通常是離子(質(zhì)子)的載體。而在此次研究中,研究人員使用的是固定在分子支架中的高溫沸騰分子。
眼下廣泛使用的聚合物電解質(zhì)膜燃料電池一般能在90 °C的溫度下利用氫氣生產(chǎn)能量。而如果將史密蘇教授他們此次發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)應(yīng)用于燃料電池,則能使燃料電池在150°C的高溫情況下工作。這一點(diǎn)最終會(huì)導(dǎo)致燃料電池的成本下降,因?yàn)樵诟邷貤l件下,將氫氣轉(zhuǎn)化為能量所需的貴金屬量更少?,F(xiàn)有氫燃料電池中一般都含有極為昂貴的金屬鉑(俗稱(chēng)白金)。與此同時(shí),高溫能使電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度加快,從而提高電池效率。
加拿大巴拉德能源系統(tǒng)公司(一家設(shè)計(jì)并制造氫燃料電池的公司)研發(fā)部主管凱文·科爾博稱(chēng)此次發(fā)現(xiàn)意義十分重大。他說(shuō):“我們相信,如果這些材料的傳導(dǎo)性、耐用性能夠進(jìn)一步加強(qiáng),它們將為我們提供新一代聚合物電解質(zhì)膜燃料電池的電解質(zhì)膜。”