俄用磁控濺射法製造燃料電池電解質

2020-12-24 光明網

科技日報莫斯科12月22日電 （記者董映璧）俄羅斯託木斯克理工大學科研人員首次使用磁控濺射法製造用於燃料電池的電解質，使用這種方法獲得的電解質層厚度不超過5微米，這可使發電裝置的溫度降低100℃，從而大大延長了燃料電池的使用壽命。

固體氧化物燃料電池是氫氣發電裝置的「心臟」，該類電池燃料無需燃燒便可將能量轉化為電能。固體氧化物燃料電池有兩個主要優點。第一，這種電池的發電效率可達60％，而熱電站、燃氣輪機發電站或核電站的發電效率為40％。第二，固體氧化物燃料電池更環保。但這類電池普及程度低，科研人員正在尋找方法獲得更高效、可靠和廉價的燃料電池。

俄託木斯克理工大學魏貝格科學教育中心副教授安德烈·索洛維約夫稱，燃料電池中的電解質可充當氫氧分子之間的屏障，否則二者直接混合會發生爆炸。電解質層僅允許安全反應所需的氧離子通過，電解質本身是二氧化鋯薄膜。他稱，科研人員決定嘗試通過磁控濺射鍍膜技術塗覆電解質。因為，使用這種技術是獲得各種電解質塗覆的最好方法之一。

該大學高能物理研究所工程師葉戈爾·斯莫良斯基稱，磁控濺射法的本質是用工作氣體（通常是氬氣）的離子從靶材表面擊出物質的原子，然後將其沉積在基板上。

他表示，傳統的固體氧化物燃料電池在約850℃的溫度下運行。使用磁控濺射法製造的電池由於電解質稀薄，可在750℃的溫度下工作。工作溫度的降低會延長燃料電池的壽命，因為在較低的溫度下，材料的降解速度會下降。稀薄電解質還可提高功率密度，從而可以在使用相同尺寸的燃料電池情況下獲得更多的能量。

據悉，託木斯克理工大學已經創建了自己的真空磁控濺射設備來塗覆這種塗層。

來源： 科技日報

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