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美国研发廉价催化剂制固体氧化物燃料电池 可取代汽车汽油发动机

2020-07-11 来源:盖世汽车 

盖世汽车讯 据外媒报道,美国华盛顿州立大学(Washington State University)在固体氧化物燃料电池(SOFC)方面取得了关键进展,或让此种高能效、低污染的技术成为一种更可行的替代品,代替为汽车提供动力的汽油发动机。

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(图片来源:华盛顿州立大学)

研究人员在博士研究生Qusay Bkour和Gene与Linda化学工程与生物工程系教授Su Ha的带领下,研发了一种独特且廉价的纳米颗粒催化剂,能够让该款燃料电池将汽油等液体燃料转化为电能,而不会在电化学过程中出现停顿,最终有助于实现二氧化碳排放量低的高效汽油动力汽车,因为二氧化碳排放是全球变暖的原因之一。

燃料电池提供了一种清洁高效的方法,能够让燃料中的化学能直接转化为电能。此类电池与普通电池类似,也有阳极、阴极和电解液。不过,电池会提供之前存储的电力,与之不同的是燃料电池可以在有燃料的情况下持续提供电力。

因为燃料电池依靠电化学反应工作,而不是让活塞做机械工作,所以燃料电池比汽车中的内燃机更高效。当氢气用作燃料时,燃料电池的唯一废物就是水。但是,虽然氢燃料电池技术的前景很好,将高压氢气存储在燃料罐中却带来了巨大的经济和安全挑战。此外,在美国几乎没有氢气基础设施,因此该技术的市场渗透率非常低。

与纯氢燃料电池不同,研究人员研发的SOFC技术可利用汽油、柴油,甚至生物基柴油燃料等各种液体燃料工作,而且催化剂中无需使用昂贵的金属。由汽油SOFC技术驱动的汽车仍可以使用现有的加油站。

但是,以汽油为燃料的燃料电池往往在内部会积累碳,从而让转化反应停止。硫等液体燃料中常见的化学物也会阻碍此类反应,还会让燃料电池失效。

因此,华盛顿州立大学研究团队在SOFC燃料电池中采用了由镍制成的廉价催化剂,然后添加了元素钼的纳米颗粒。在测试掺钼催化剂时,研究人员发现其燃料电池可以连续工作24小时而不出现故障,该系统能够阻止碳堆积以及硫中毒。相比之下,普通的镍催化剂会让电池在一个小时内就失效。

液体燃料电池技术在交通应用等各种耗电市场上有巨大的商机,研究人员们正与汽车行业搭建桥梁,制造出可以在真实环境下、运行得更持久的燃料电池。