重大突破：燃料電池延長(zhǎng)壽命關(guān)鍵被發(fā)現(xiàn)

IT之家 8 月 31 日消息，來(lái)自查爾姆斯大學(xué)（Chalmers University）的科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究和洞察氫燃料電池降解過(guò)程，發(fā)現(xiàn)了延長(zhǎng)燃料電池壽命的新方式。

燃料電池

燃料電池（Fuel Cell）是一種主要利用氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。最常見(jiàn)的燃料為氫，其他燃料來(lái)自任何能分解出氫氣的碳?xì)浠衔?，例如天然氣、醇、和甲烷等?/p>

燃料電池工作原理

IT之家注：燃料電池的核心由三個(gè)活性層組成，分別是陽(yáng)極和陰極兩個(gè)電極，中間是離子傳導(dǎo)膜。

電極含有催化劑材料，并加入氫氣和氧氣，由此產(chǎn)生的電化學(xué)過(guò)程可產(chǎn)生清潔的水和電力，可為汽車(chē)提供動(dòng)力。

燃料電池挑戰(zhàn)

由于燃料電池的電極和薄膜等部件會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化，因此氫燃料電池的使用壽命相對(duì)較短。

團(tuán)隊(duì)新發(fā)現(xiàn)

瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新方法，通過(guò)跟蹤燃料電池在使用過(guò)程中的特定顆粒，來(lái)研究影響燃料電池老化的因素。

研究團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的電子顯微鏡，他們能夠跟蹤陰極電極在使用周期中特定區(qū)域的退化情況。

研究小組能夠探索燃料電池中的材料是如何在納米和微觀層面發(fā)生降解的，并準(zhǔn)確地指出降解發(fā)生的時(shí)間和位置，這為開(kāi)發(fā)具有更長(zhǎng)使用壽命的新型改良燃料電池提供了寶貴的信息。

查默斯大學(xué)的博士生林內(nèi)亞-斯特蘭德伯格（Linnéa   Strandberg）說(shuō)：

以前我們只關(guān)注燃料電池使用后的老化情況，而現(xiàn)在我們已經(jīng)能夠研究中間階段。能夠在特定區(qū)域內(nèi)跟蹤選定的單個(gè)顆粒，讓我們對(duì)降解過(guò)程有了更好的了解。更深入地了解這些過(guò)程是設(shè)計(jì)燃料電池新材料或調(diào)整燃料電池控制的重要一步。

氫燃料電池技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向

美國(guó)能源部（DOE）指出，在燃料電池驅(qū)動(dòng)的氫能汽車(chē)取得商業(yè)成功之前，提高燃料電池的使用壽命是最重要的目標(biāo)之一。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱，一輛卡車(chē)在其生命周期內(nèi)需要達(dá)到 20000 至 30000 小時(shí)的行駛，而燃料電池驅(qū)動(dòng)的氫能卡車(chē)目前還無(wú)法達(dá)到這一要求。

IT之家附上參考地址

• Impact of Accelerated Stress Tests on the Cathodic Catalytic Layer in a Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Studied by Identical Location Scanning Electron Microscopy

• Fuel cell electrode degradation followed by identical location transmission electron microscopy

• Carbon Support Corrosion in PEMFCs Followed by Identical Location Electron Microscopy

• Fuel Cell Breakthrough: New Research Reveals Key to Extended Lifespan

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