質子交換膜燃料電池 (PEMFC) 是一種動力電池,可將氫和氧電化學反應過程中產生的化學能轉化為電能。雖然這種電池有著很好的應用前景,但它們大多數只能在有限的溫度范圍內運行,例如 80至90 攝氏度或 140至180攝氏度。
近日,由中國科學院領導的研究團隊設計出了一種新型質子交換膜燃料電池(PEMFC),突破了此前的 PEMFC 工作溫度范圍,可在 -20 至 200°C 的溫度范圍內穩定工作。該項研究成果將促進 PEMFC 的廣泛使用,同時降低其制造成本。
研究人員利用所謂的“毛細管虹吸效應”,制造出了摻雜磷酸(PA)的超微孔膜,使得燃料電池可以在非常寬的溫度范圍內運行。研究人員認為,新的膜和電池設計也將改善整個燃料電池系統,使其無需輔助加熱系統即可運行,從而降低制造成本。
在接下來的研究中,他們計劃將毛細管虹吸效應也應用于催化劑層,以提高其有效性并減少催化劑負載。此外,他們還將專注于微調膜孔的大小,以進一步提高燃料電池的穩定性和導電性。
該研究論文題為“Fuel cells with an operational range of –20 °C to 200 °C enabled by phosphoric acid-doped intrinsically ultramicroporous membranes”,已發表在Nature Energy上。
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論文原文:https://www.nature.com/articles/s41560-021-00956-w
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