2020-07-08 07:00 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
據外媒報導，巴西核能研究所(IPEN)、德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心(HZB)和加拿大國家農業研究所(INRA)的研究人員，開發了一種可用於直接乙醇燃料電池的新型複合膜。
乙醇的體積能量密度(6.7kWh/L)是氫(1.3kWh/L)5倍多，可以安全地用於燃料電池發電。舉例來說，日產正在研究探討乙醇燃料固態氧化物燃料電池的潛力。巴西盛產甘蔗，利用甘蔗生產的乙醇，可以作為汽車燃料的替代品。因此，這裡的人對於性能更優良的乙醇燃料電池更感興趣。從理論上講，乙醇燃料電池的效率為96%，但在具體操作過程中，由於各種原因，其最高功率密度僅能達到30%。
巴西核能研究所的研究小組，正在研究用於直接乙醇燃料電池的新型複合膜。全新定製聚合物複合電解質材料，是一種很有前途的解決方案，有望取代目前的領先聚合物電解質，如Nafion。
研究團隊利用熔融擠壓工藝，製備Nafion和磺酸基功能化鈦酸納米管複合膜，用於直接乙醇燃料電池的測試。在同步輻射源的幫助下，他們能夠詳細觀察Nafion基質中的納米顆粒是如何分布的，以及它們如何幫助提高質子導電性。
研究團隊通過IRIS紅外光束線，對Nafion複合膜四種不同的構成進行詳盡地分析。小角度X線散射實驗證實，鈦粒子與Nafion離子基體之間存在協同作用。他們利用紅外光譜，觀察到功能化納米顆粒的磺酸基團之間形成化學橋。此外，通過跟蹤質子沿著離子團簇的移動軌跡，他們發現即使納米顆粒的濃度較高，複合膜的質子電導率也會增高。
研究人員稱：「這是真正的驚喜。」隨著納米粒子數量增多，導電性能降低，這是阻礙高性能複合材料發展的主要障礙之一。質子電導率越高，電荷載體的遷移率越高，直接乙醇燃料電池的效率就越高。
文章來源：蓋世汽車
原標題：《【復材資訊】研究人員開發新型複合膜 提高直接乙醇燃料電池效率》
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