密歇根理工大学研究员胡云航（音译）来源：密歇根理工大学

燃料电池是一种非常有前途的能源转换技术，该领域以内燃机和燃气轮机等旧技术为主，必须更换这些技术才能实现能源部门的去碳化。燃料电池具有高能效、极低的污染物排放、低噪音水平和模块化。

虽然燃料电池的工作方式与基于电化学过程的电池一样，但它们不会耗尽也不需要充电。然而，燃料电池的潜在优势被成本、性能和耐用性等挑战所抵消。

现在，密歇根理工大学的研究人员接受了这些挑战，通过在电解质和熔化的碳酸盐之间创建一个界面，作为氧离子转移的超快通道，改变了燃料电池的传统路径。这使研究人员能够发明一种全新的燃料电池，一种碳酸盐超结构固体燃料电池（carbonate-superstructuredsolidfuelcell，CSSFC）。

CSSFC具有广泛的潜在用途，从提供能源给电动汽车和家庭发电到整个发电站。由于CSSFC具有燃料灵活性，与其他类型的燃料电池相比，它们在较低的工作温度下具有更高的耐用性和能量转换效率。

大多数燃料电池由氢气提供动力——通过昂贵的过程由含氢化合物（主要是甲烷）制成。但研究人员开发的CSSFC可以直接使用甲烷或其他碳氢化合物燃料。

燃料电池图形来源：密歇根理工大学

新燃料电池在较低工作温度下的电化学性能提供了其他几个优点。“传统固体氧化物燃料电池的工作温度通常为摄氏度或更高，因为在较低温度下，固体电解质中的离子转移在较低的温度下非常缓慢，”研究人员说。“相比之下，CSSFC的超结构电解质可以在摄氏度或更低的温度下提供快速离子转移——甚至低至摄氏度。”

相对较低的工作温度提供了较高的理论效率和更低的电池制造成本。操作也比其他固体燃料电池更安全。

CSSFC的实验室测试还显示非常高的开路电压（OCV），这表明没有电流泄漏损耗，而且有高能量转换效率。研究人员估计，CSSFC的效率可以达到60%，几乎是内燃机平均燃油效率的两倍。CSSFC更高的燃油效率可以降低车辆的二氧化碳排放量。

“在我们的实验中，CSSFC在摄氏度时表现出超高氧离子电导率，实现了碳氢化合物燃料的快速氧化。这导致了前所未有的1.伏的高开路电压和每平方厘米毫瓦的非常高的峰值功率密度，以及使用干甲烷燃料的优异的抗焦性能，”胡研究员说。

编译：htb

信息来源：inceptivemind.

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lktp/8390.html