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2020年12月08日 | 【电研所】研发重大突破！无膜燃料电池可使用乙醇充电
2020-12-08
要想让氢燃料电池变得有意义，要么采取全新的方法，要么接受它的最佳应用是难以脱碳的大型运输工具，如卡车、火车、船舶和飞机。大型氢气罐使其难以在乘用车中使用，但INRS的科学家们可能已经找到了一种促进其在汽车中应用的方法：消除它们的膜。
无膜燃料电池如何能做到这一点？需要了解燃料电池的工作原理。
一般的都是使用膜，被称为PEMFC（质子交换膜燃料电池）。这些膜通常由Nafion制成，控制氧气和氢气之间的反应，形成水并产生电力。因此，总是需要有纯氢气供给PEMFC。可以从昂贵的高压罐或通过重整器（从燃料中提取氢气的机器）获得氢气。
日产汽车正在巴西测试一种燃料电池汽车，它使用乙醇来提取所需的氢气。改造器的问题是，它们增加了车辆的复杂性和质量。如果燃料电池能直接处理甲醇或乙醇，这就不是问题。
利用空气中已经存在的氧气，无膜燃料电池设法将燃料的氧化自然转化为能量。诀窍是使用选择性电极，不与甲醇或乙醇反应，只与氧气反应。
到目前为止，INRS开发的无膜燃料电池仅用234微升（0.000234升）甲醇就能为一个LED供电4小时。该研究的主要作者之一Mohamed Mohamedi介绍了新型燃料电池的潜在汽车应用。
"在我们的研究中使用甲醇作为基准分子，因为我们了解其中的电化学过程。然而，我的实验室正在进行平行的密集研究，以开发能够将乙醇（由生物质生产的）完全氧化为水和二氧化碳的催化剂。如果我们成功发现了这些催化剂，那么可以考虑将我们的无膜燃料电池应用于汽车。"
认为FCEV没有意义的人，可能会继续否定它们。但对于那些认为FCEV可以帮助交通脱碳的人来说，这是一个大新闻。
无力承担大规模基础设施投资的新兴国家，可以利用已有的燃料泵，将可再生燃料分配给无膜燃料电池汽车等。成功的无膜燃料电池可以不需要充电，只需重新加注，而且不会向大气中增加额外的碳。
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史海拾趣
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