燃料电池汽车技术取得新进展

超低铂含量纳米纤维-纳米粒子电极
德克萨斯A&M大学化工学院教授Yossef Elabd博士,已经开发出两种燃料电池汽车方案,这将有利于现有技术的巩固以及未来创新。
电化学能源与聚合物研究将在汽车领域以新的方式得到统一。环保主义者和道路爱好者对于燃料电车汽车的生产一致叫好,但是要维持这一呼吁并增加市场份额,燃料电池汽车的生产成本必须下降。
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池汽车通过油箱中的氢燃料与空气中的氧气发生持续的化学反应提供能量。利用正极和负极电极,质子在电解质中移动,并最终转化为电能。电极和电解质的形式和来源可以变化,这就是Elabd的发现的基础。
现有燃料电池汽车技术采用质子交换膜(PEM)作为铂电极的电解质,同样的设计在之前的双子座太空任务中也使用过。
Elabd已经发现,制造电极所需要的铂的量可以显著减少,因而使制造成本也将大幅降低。他在申请中的专利中指出,燃料电池只需要最初铂含量的16%就能发挥最大作用。新的聚合物纳米纤维-铂纳米颗粒电极是可靠、持久的。
Elabd设想的另一个途径是创造一个不需要铂的燃料电池。这将是“便携式电源的神圣法宝。”

健全,稳定的氢氧化物
碱性交换膜(AEM)燃料电池模型使用聚合物材料作为其电解质。过去研发人员在将聚合物引进到AEM燃料电池的过程中遇到了障碍,然而Elabd的研究团队在开发聚合物电解质方面取得重大突破,并已申请专利,这种聚合物电解质对氢氧根离子稳定,并且具有高导电性。
“同样的材料如果稍作一点改性用在电池中,就能够替代目前的锂离子充电电池,这将使电池保持固体状态并具有更长的稳定性和更大的安全性,”Elabd说。
不管这种方法是为了减少铂的需求量还是实现聚合物电解质,这两种解决方案都已经通过了理论上的验证。
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