氨燃料电池有望成为燃料电池“生力军”

科技工作者之家  |   2019-08-19 07:20

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传统燃料电池以氢燃料电池为主,特拉华大学的工程师们转攻氨燃料电池。左侧为氨分子的球棍模型。

燃料电池是一种零污染动力源,它可以将化学能转化为电能,具有效率高和零排放等优点。以燃料电池为动力源的汽车、卡车和公共汽车可以使人们获得更方便的燃料补给,以及更少碳足迹的长途旅行。

phys.org网站8月15日报道,美国特拉华大学的研究人员正致力于开发一种新技术,使燃料电池更加便宜和强大。传统的燃料电池以氢燃料电池为主,特拉华大学的工程师们选择另辟蹊径。《焦耳》杂志发表的一篇论文指出,在基于可再生能源的燃料中,氨的成本最低。论文作者、特拉华大学博士后助理Brian Setzler说:“对液体燃料而言,氨的存储和分配比氢更便宜,同时没有二氧化碳排放。”

氨基燃料电池的挑战在于:(1)氨在普通质子交换膜燃料电池中无法工作,工程师们需要额外开发燃料电池模型;(2)氨比氢更难氧化,这导致氨燃料电池产生的能量低于氢燃料电池。特拉华大学的研究团队使用氢氧交换膜燃料电池解决了第一个问题——特拉华大学教授Yushan Yan带领的实验团队对这类电池的研究历经10余年。在美国能源部的资助下,Yan教授的团队最终设计出一种可以在更高温度下工作的燃料电池膜,以加速氨氧化。此外,他们还发现了不会氨中毒的催化剂。论文作者,助理研究员Yun Zhao说:“在这些改进工作的支持下,我们开发了一款新的直氨燃料电池原型,其峰值功率密度高达135毫瓦每平方厘米,显著缩小了与氢燃料电池的差距。”

科界原创 

编译:雷鑫宇 

审稿:西莫   

责编:唐林芳 

期刊来源:《焦耳》

期刊编号:2542-4351 

原文链接:

https://phys.org/news/2019-08-ammonia-fuel-cells.html

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