液體燃料電池是傳統氫燃料電池的一種有吸引力的替代品,因為它們不需要運輸和儲存氫。它們可以幫助為無人水下航行器、無人駕駛飛機以及最終的電動飛機提供動力--它們的成本都要低得多。這些燃料電池也可以作為當前電池動力的範圍擴展器。電動汽車從而促進了他們的收養。
現在,位於聖路易斯的華盛頓大學麥凱爾維工程學院的工程師們已經開發出高功率的直接硼氫化燃料電池(DBFC),其工作電壓是傳統氫燃料電池的兩倍。他們的研究發表在6月17日的雜誌上。
由Vijay Ramani(羅姆人B.和Raymond H.Wittcoff傑出大學教授)領導的研究小組開創了一種反應物質:確定能夠高功率運轉的最佳流速範圍、流場結構和停留時間。這一方法解決了氯氟烴面臨的關鍵挑戰,即適當的燃料和氧化劑分配以及減少寄生反應。
重要的是,該團隊已經證明了單電池工作電壓為1.4或更高,是傳統氫燃料電池的兩倍,峰值功率接近1瓦特/cm2。將電壓提高一倍將使燃料電池設計更小、更輕、更有效,這將在將多個電池組裝成一堆用於商業用途時具有顯著的重量和體積優勢。他們的方法廣泛適用於其他類型的液體/液體燃料電池。
拉馬尼說:「反應物傳輸工程方法提供了一種優雅而簡便的方法,在使用現有組件的同時,顯著提高了這些燃料電池的性能。」「通過遵循我們的指導方針,即使是目前在商業上部署的液體燃料電池也能看到性能的提高。」
提高現有水平的關鍵燃料電池技術正在減少或消除副作用。實現這一目標的大多數努力包括開發新的催化劑,在採用和實地部署方面面臨重大障礙。
「燃料電池製造商通常不願花費大量資金或精力來採用一種新材料,」Ramani團隊的高級工作人員研究科學家Shrihari Sankarasubramanian說。「但是,用現有的硬體和組件實現同樣或更好的改進,是一個改變遊戲規則的因素。」
拉馬尼實驗室的前成員、2019年在華盛頓大學獲得博士學位的王忠陽(音譯)說,「催化劑表面形成的氫氣泡長期以來一直是直接硼氫化鈉燃料電池的一個問題,通過合理的流場設計,它可以被最小化。」王忠陽曾在華盛頓大學獲得博士學位,現在在芝加哥大學(University Of Chicago)的Pritzker分子工程學院(Pritzker School of分子工程)工作。「隨著這種反應物運輸方式的發展,我們正在逐步擴大和部署。」
拉馬尼補充說:「這項有希望的技術是在海軍研究辦公室的持續支持下開發的,我感激地對此表示感謝。我們正處於將我們的牢房擴大到堆中的階段,以便在潛水器和無人機上應用。」