中國儲能網(wǎng)訊:哈佛大學(xué)的一組研究人員創(chuàng)造了一種新型氫燃料電池,即使燃料耗盡,仍可持續(xù)運行。這種固體氧化物燃料電池(SOFC:solid-oxide fuel cell)把氫轉(zhuǎn)換成電能,也可以存儲電化學(xué)能量,就像電池一樣。這使燃料電池在耗盡氫之后,仍可短時間發(fā)電。
在一份新聞稿中,哈佛大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS:School of Engineering and Applied Sciences)材料科學(xué)副教授西里拉姆?拉馬納坦(Shriram Ramanathan)說:“這種薄膜固體氧化物燃料電池利用了最新進(jìn)展,采用低溫運行,納入新的更靈活的材料。陽極氧化釩(VOx:Vanadium oxide)的作用相當(dāng)于多功能材料,使這種燃料電池既可發(fā)電,也可儲存能量。”
這個小組的研究結(jié)果發(fā)表在雜志《納米快報》6月刊上,他們理論上認(rèn)為,這種氫燃料電池可用于小尺寸的便攜式能源工具,因為非常緊湊輕便的電源是必不可少的。“例如,無人機(jī)確實會受益于此,”主要作者昆廷?范?歐沃米爾(Quentin Van Overmeere)說,他是工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院博士后研究員。“因為不可能在野外加油,因此,額外提升儲存能量,可以顯著延長設(shè)備的使用時間。”
薄膜固體氧化物燃料電池傳統(tǒng)上使用鉑做電極,這兩個“極”稱為陽極和陰極,這就使電池在電化學(xué)反應(yīng)停止之前,只能發(fā)電約15秒。哈佛大學(xué)研究小組使用雙層鉑和氧化釩做陽極,沒有燃料的情況下,可以繼續(xù)運行的時間高達(dá)14倍以上。
“有三種反應(yīng)可能發(fā)生在電池內(nèi),原因就是這種釩氧化物陽極,”拉馬納坦說。“首先是釩離子氧化,我們驗證是采用X-射線光電子能譜(XPS:X-ray photoelectron spectroscopy)。第二是氫存儲在氧化釩晶格中,會逐步釋放,并在陽極氧化。第三種現(xiàn)象,我們可能會看到,就是陽極和陰極的氧離子濃度不同,所以我們也可以使氧陰離子氧化,就像濃差電池(concentration cell)中那樣。”
拉馬納坦和他的同事估計,這種類型中更先進(jìn)的燃料電池,沒有燃料可以發(fā)電更長一段時間,會在兩年內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用測試。