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美研究人员开发出高效率燃料电池

http://www.enorth.com.cn  2005-04-02 12:53
 

 

  美国研究人员在新一期网络版《科学》杂志上发表论文说,他们开发出了一种新的固体氧化物燃料电池,在用碳氢化合物——异辛烷作燃料时能源转换效率有望达到50%。

  通常内燃机的能源转换效率不超过15%,现有氢燃料电池的效率是29%,最新混合动力汽车的效率也不过32%,因而在能源供应紧张、油价高涨的今天,这一进展颇为引人关注。主持这一研究的美国西北大学教授巴内特乐观地预言,这种新型燃料电池在经过更多试验后,能广泛应用于汽车、飞机,甚至众多家庭。

  燃料电池主要通过让氧离子在电解液中将氢氧化而获得电流,同时产生作为副产品的水。过去电池的燃料一般选用纯氢而很少直接用碳氢化合物(烃类)。这是因为在燃料电池反应环境中有600至800摄氏度的高温,能使碳氢化合物中的碳分解出来覆盖在电极的阳极上,导致电解液无法接触阳极,反应难以为继。

  巴内特等研究人员分析发现,用一层以氧化锆为主、含有少量钌和铈的催化重整多孔薄膜,在燃料反应时再稍许增加氧气的量,就能有效消除碳的析出,避免阳极被碳覆盖。此外他们还发现,用镍作阳极的燃料电池,能比用铜作阳极的传统燃料电池获得更高的电能密度。在研究人员开发的一个示范性小型燃料电池上,燃料反应所产生的电能密度达到了每平方厘米0.6瓦。

  巴内特认为,现有氢燃料电池的劣势在于,需要新建大量的氢提纯工厂将碳氢化合物中的氢提取出来,如果将氢燃料电池应用于汽车上还必须新建不少“加氢站”。氢的提纯、运输和保存都需要特殊技术,大大增加了应用成本。

  反之,采用异辛烷的新型固体氧化物燃料电池,相当于把氢的提纯工厂“压缩”在一个小型装置中,而且异辛烷属于直链烃类,与汽油非常类似,不需要新建基础设施,因此这种燃料电池的前景可观。

稿源 新华网 编辑 铁岩
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