工程師們開發出一種新型能源 燃料電池,其工作電壓是氫的兩倍

2020-12-06 科技蝸牛哥

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。」

相關焦點

  • 美國研發高功率液體燃料電池 工作電壓為傳統氫燃料電池的2倍
    蓋世汽車訊 據外媒報導,美國作為全球最大的能源消費國之一,交通運輸部門的電氣化對未來的能源和環境至關重要。不過,該部門的電氣化需要大功率的燃料電池(單獨使用或與電池結合使用),以促進向電動車輛(汽車和卡車)、船隻和飛機過渡。
  • 氫燃料電池構造_氫燃料電池的分類
    氫燃料電池按其工作溫度不同,把鹼性燃料電池(AFC,100℃)固體高分子型質子交換膜燃料電池(PEMFC,100C以內)和磷酸型燃料電池(PAFC,200℃)稱為低溫燃料電池;把熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC,650℃)和固體氧化型燃料電池(SOFC,1000℃)稱為高溫燃料電池。
  • 什麼是氫燃料電池_氫燃料電池汽車原理
    其基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應後,放出電子通過外部的負載到達陰極。  氫燃料電池與其他電池區別  乾電池、蓄電池是一種儲能裝置,是把電能貯存起來,需要時再釋放出來;而氫燃料電池嚴格地說是一種發電裝置,像發電廠一樣,是把化學能直接轉化為電能的電化學發電裝置。
  • 氫燃料電池壽命有多長_氫燃料電池汽車優缺點
    氫燃料電池壽命有多長   不同於傳統蓄電池以儲能的方式提供電能,氫燃料電池是通過氫氣和氧氣間的電化學反應,將化學能轉變為電能,只要具備充足的氫氣源和氧氣源(空氣源),這個轉化過程可以一直持續下去,達到零汙染排放,是一種高效、安全、清潔、靈活的新型發電技術。
  • 燃料電池如何工作?
    質子交換膜燃料電池(PEMFC)發出的水是如此純淨,以至於溫哥華的巴拉德動力系統公司的遊客都可以享用由這種純淨水製成的熱茶。 根本上,燃料電池使用兩個被電解質隔開的電極進行反向電解。陽極(負電極)接收氫,陰極(正電極)收集氧。陽極處的催化劑將氫分離為帶正電的氫離子和電子。氫被離子化,並穿過電解質遷移到陰極室,在陰極室與氧氣結合。
  • 科學網—新型催化劑攻克氫燃料電池汽車應用難題
    ,攻克了新能源汽車——氫燃料電池汽車推廣應用的關鍵難題:解除氫燃料電池一氧化碳「中毒休克」危機,延長電池壽命,拓寬電池使用的溫度限制,確保其在寒冬也能正常啟動。 氫氣被認為是未來最有前途的清潔能源之一。氫燃料電池利用氫和氧的化學反應釋放的化學能轉化為電能,無需燃燒,具有高能量轉換效率和零排放的優勢,是未來新能源汽車的主要發展方向之一。但氫燃料電池的發展面臨許多挑戰,其中一個關鍵難題是燃料電池鉑電極的一氧化碳「中毒」問題。
  • 氫燃料電池的三大優勢
    最大的誤解就在於,相當多的人以為,氫燃料電池工作的主要過程就是氫氣、氧氣在電池包裡燃燒。燃燒,這可太危險了,我們一定要萬分小心。大致就是這樣的邏輯。但實際上,汽油、柴油工作時也是燃燒的,我們怎麼不害怕呢? 而且,氫燃料電池的工作過程根本就不是點燃,而是一個電化學過程。這個過程我們一會兒會詳細介紹。
  • 新型商用車燃料電池驅動裝置
    將燃料電池用作動力裝置有利於商用車技術的發展。燃料電池在續航裡程和充電時間等方面明顯優於傳統蓄電池。為了實現相關技術的推廣,必須進一步降低成本。該目標可通過調整燃料電池尺寸,推進標準化進程,以及提高系統可靠性而實現。Pierburg公司目前已開發出了全新的燃料電池產品,以此滿足未來商用車燃料電池驅動裝置在品質、安全性和使用壽命等方面的需求。
  • 複製特斯拉:氫燃料電池的能源革命
    市場給予高市值,是因為尼古拉宣稱已拿下超過14000輛氫燃料重卡的訂單,總價達102億美元。氫燃料電池,一直被認為是「終極能源」,每一輪能源革命都是投資人的最愛。而對氫燃料電池的喜愛,不僅僅在海外。國內氫燃料電池產業,也在頂層設計和產學研結合的共振中逐漸成長起來,成為新能源熱點領域。而在7月14-15日,由高工產業研究院主辦的「2020氫電產業峰會」也在上海舉辦。
  • 燃料電池汽車有哪些_燃料電池汽車分類_燃料電池汽車優缺點
    燃料電池汽車的工作原理是,作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中,與大氣中的氧氣發生氧化還原化學反應,產生出電能來帶動電動機工作,由電動機帶動汽車中的機械傳動結構,進而帶動汽車的前橋(或後橋)等行走機械結構工作,從而驅動電動汽車前進。   7核心部件燃料電池。燃料電池的反應結果會產生極少的二氧化碳和氮氧化物,副產品主要產生水,因此被稱為綠色新型環保汽車。
  • 科學家研發新型甲烷燃料電池 所需運行溫度比汽車內燃機還低
    燃料電池的實用性和可承受性並不是特別出名,但這種情況可能已經改變了。研究人員說,雖然這種電池還在實驗室裡,但它有很大的潛力在未來為家庭甚至汽車供電。在《自然能源》(Nature Energy)雜誌上發表的一項新研究中,研究人員詳細描述了他們如何在一種新發明的燃料催化劑的幫助下,重新構想整個燃料電池。
  • 一種燃料電池獨立發電逆變器的研究
    質子交換膜燃料電池(PEFC,Polymer Electrolyte Fuel Cell)輸出電壓低,要想利用這種新型清潔能源 需要DC/DC升壓和DC/AC逆變電路。本文針對家庭應急電源系統,介紹了一種利用 燃料電池發電的逆變器拓撲及其控制方法,並通過 設計製作了一套5kW燃料電池獨立發電實驗裝置, 經實際系統測試,逆變器輸出交流220V電壓正弦度 良好、安全可靠,驗證了系統方案的可行性。
  • 氫燃料電池原理
    導讀:氫燃料電池、氫氧燃料電池,傻傻分不清楚。。。讓小編來告訴你吧,不要分清楚了,氫燃料電池就是氫氧燃料電池,只是氫燃料電池並沒有表明其陽極燃料是什麼,接下來就跟小編一起來了解一下氫。
  • 氫燃料電池汽車產業深度研究
    2.燃料電池汽車介紹 2.1 燃料電池汽車定義燃料電池汽車英文縮寫 FCV,是一種利用氫燃料作為長時間續航,傳統電池作為瞬間大電流輸出互相配合的一種新型動力汽車。70MPa氫氣存儲關鍵技術已取得突破,III 型儲氫瓶已有批量產品,但閥門、管路等關鍵部件仍然處在研發階段,制約了我國低成本燃料電池乘用車的開發進程。在供氫方面,國內已開發出可滿足 60kW 以內燃料電池發動機需求的引射式供氫組件產品,而對於回氫泵,尚未掌握其核心技術。
  • 各類氫燃料電池空壓機
    氫燃料電池是一種將氫和氧的化學能通過電極反應,轉換成電能的裝置,排出的廢棄物只有水和熱量,因為沒有碳的排放,因此被認為是目前最有發展前途的一種能源,世界各國都將氫燃料電池列為國家高新戰略項目。氫燃料電池系統原理以及相關配套產業鏈如下:氫燃料電池原理圖氫燃料電池相關產業鏈其中,空壓機在氫燃料電池系統中起著重要的作用,屬於關鍵零部件。
  • 奔馳宣布終止開發氫燃料電池乘用車
    4月23日消息 據外媒electrek消息,奔馳母公司戴姆勒日前宣布,正式終止氫燃料電池乘用車開發計劃。戴姆勒承認氫燃料汽車製造成本太高,大約是同等電池電動汽車費用的兩倍。儘管30多年來,該公司一直致力於燃料電池汽車的研發,以實現零排放汽車的願景。
  • 創新| 科學家創造出一種在實用溫度下使用甲烷的「燃料電池」
    在《自然能源》(Nature Energy)雜誌上發表的一項最新研究中,研究人員詳細描述了他們如何在新發明的燃料催化劑的幫助下重新構造整個電池。這種催化劑並不使用昂貴的氫燃料,取而代之的是便宜且容易得到的甲烷。
  • 氫燃料電池不是電池,但氫燃料電池車是電動車
    你試過了解它的工作原理麼?文/阮錦程很多人覺得,氫燃料電池車不是未來方向,電動車才有發展前途。因為加氫非常麻煩,而且氫氣還會爆炸,而鋰電池未來存儲密度提高了以後,完全可以替代燃油車。本田Clarity Fuel Cell燃料電池車問題是,電池這事情挺麻煩的,鋰電池存儲密度已經搞了幾十年了都沒有本質提高。
  • 氫燃料電池公司排名
    氫燃料電池公司排名都有哪些?氫燃料電池突然之間被炒得火熱,鋪天蓋地都是氫燃料電池的宣傳,突然給人一種新能源革命的提前到來,究竟世界上氫燃料電池公司都有哪些知名的公司呢?下面讓我們一起去了解吧。、氫和其他清潔能源技術的系統工程公司。
  • 氫燃料電池汽車多少錢
    氫燃料電池車的驅動力來自於車上的電動機就像純電動車樣,因此氫燃料電池車可以理解為一輛「自帶氫燃料發電機的電動車」。   氫燃料電池汽車原理   在燃料電池堆棧裡,進行著氫與氧相結合的反應,其過程中存在電荷轉移,從而產生電流。與此同時氫與氧化學反應後正好生成水。