中國(guó)儲(chǔ)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(yùn)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(chǔ)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(shí)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(shuō):“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(yùn)行,納入新的更靈活的材料。陽(yáng)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(chǔ)存能量。”
這個(gè)小組的研究結(jié)果發(fā)表在雜志《納米快報(bào)》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?yàn)榉浅>o湊輕便的電源是必不可少的。“例如,無(wú)人機(jī)確實(shí)會(huì)受益于此,”主要作者昆廷?范?歐沃米爾(Quentin Van Overmeere)說(shuō),他是工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院博士后研究員。“因?yàn)椴豢赡茉谝巴饧佑停虼?,額外提升儲(chǔ)存能量,可以顯著延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)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(gè)“極”稱(chēng)為陽(yáng)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(yáng)極,沒(méi)有燃料的情況下,可以繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)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(yáng)極,”拉馬納坦說(shuō)。“首先是釩離子氧化,我們驗(yàn)證是采用X-射線光電子能譜(XPS:X-ray photoelectron spectroscopy)。第二是氫存儲(chǔ)在氧化釩晶格中,會(huì)逐步釋放,并在陽(yáng)極氧化。第三種現(xiàn)象,我們可能會(huì)看到,就是陽(yáng)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(jì),這種類(lèi)型中更先進(jìn)的燃料電池,沒(méi)有燃料可以發(fā)電更長(zhǎng)一段時(shí)間,會(huì)在兩年內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試。