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钻研人员开发新式复相符膜 挑高直接乙醇燃料电池效果

(图片来源:helmholtz官网)

盖世汽车讯 据表媒报道,巴西核能钻研所(IPEN)、德国亥姆霍兹柏林原料与能源钻研中央(HZB)和添拿大国家农业钻研所(INRA)的钻研人员,开发了一栽可用于直接乙醇燃料电池的新式复相符膜。

乙醇的体积能量密度(6.7kWh/L)是氢(1.3kWh/L)5倍众,能够坦然地用于燃料电池发电。举例来说,日产正在钻研探讨乙醇燃料固态氧化物燃料电池的潜力。巴西盛产甘蔗,行使甘蔗生产的乙醇,能够行为汽车燃料的替代品。所以,这边的人对于性能更卓异的乙醇燃料电池更感有趣。从理论上讲,乙醇燃料电池的效果为96%,但在详细操作过程中,因为各栽因为,其最高功率密度仅能达到30%。

巴西核能钻研所Bruno Matos博士领导的幼组,正在钻研用于直接乙醇燃料电池的新式复相符膜。崭新定制聚相符物复相符电解质原料,是一栽很有前途的解决方案,有看取代现在的领先聚相符物电解质,如Nafion。

Matos及其团队行使熔融挤压工艺,工程案例制备Nafion和磺酸基功能化钛酸纳米管复相符膜,用于直接乙醇燃料电池的测试。在HZB中央BESSY II同步辐射源的协助下,他们能够详细不都雅察Nafion基质中的纳米颗粒是如何分布的,以及它们如何协助挑高质子导电性。

Matos团队议定BESSY II的IRIS红表光束线,对Nafion复相符膜四栽分歧的组成进走详细地分析。幼角度X线散射实验证实,钛粒子与Nafion离子基体之间存在协同作用。他们行使红表光谱,不都雅察到功能化纳米颗粒的磺酸基团之间形成化学桥。此表,议定跟踪质子沿着离子团簇的移动轨迹,他们发现即使纳米颗粒的浓度较高,复相符膜的质子电导率也会添高。

HZB的科学家Ljiljana Puskar博士称:“这是真实的惊喜。”随着纳米粒子数目添众,导电性能降矮,这是窒碍高性能复相符原料发展的主要窒碍之一。质子电导率越高,电荷载体的迁移率越高,直接乙醇燃料电池的效果就越高。