UNSW研發(fā)高效氫燃料電池，功率提升75%

新型氫燃料電池設(shè)計(jì)或?qū)⑨尫抨P(guān)鍵清潔能源潛力

來(lái)自新南威爾士大學(xué)（UNSW）的研究人員重新設(shè)計(jì)了氫燃料電池，解決了一個(gè)關(guān)鍵缺陷，使航空、重型運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域更接近實(shí)現(xiàn)清潔能源應(yīng)用。

氫燃料電池以本地生產(chǎn)的綠色氫氣為唯一燃料，長(zhǎng)期以來(lái)被視為終極清潔能源解決方案，但其商業(yè)化進(jìn)程一直面臨挑戰(zhàn)。

效率大幅提升，推動(dòng)商業(yè)化進(jìn)程

由Quentin Meyer博士和Chuan Zhao教授領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，成功顯著提高了氫燃料電池的效率，為其商業(yè)化鋪平道路。

該研究發(fā)表于期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy。

Meyer博士表示：“氫燃料電池可產(chǎn)生清潔電力，唯一副產(chǎn)物是水。從理論上看，它們可以提供廉價(jià)、充足的清潔能源，改變?nèi)缲涍\(yùn)和航空等電池難以勝任的行業(yè)。但要將這一潛力轉(zhuǎn)化為實(shí)際減排效果，一直并不容易。”

核心難題：水堵問(wèn)題

在燃料電池內(nèi)部生成的水會(huì)滯留，阻礙氧氣流動(dòng)，從而嚴(yán)重影響性能。

而傳統(tǒng)解決方案通常依賴復(fù)雜且耗能高的系統(tǒng)，增加了成本和重量。

UNSW團(tuán)隊(duì)提出了一種全新思路：在不增加成本的前提下，讓多余的水和氣體在積累之前就排出。

Meyer博士表示：“我們的設(shè)計(jì)只需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行小幅改動(dòng)，就能顯著提升燃料電池效率。”

關(guān)鍵創(chuàng)新：微結(jié)構(gòu)“旁通通道”

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)高精度微尺度工程，在燃料電池內(nèi)部引入了微型通道（寬約100微米，并由同樣尺寸的微肋分隔）。

這些被稱為“橫向旁通道”的結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于為水提供了“逃生路徑”，避免其積聚導(dǎo)致電池失效。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單但影響巨大的改進(jìn)。

根據(jù)研究結(jié)果：

• -新設(shè)計(jì)的燃料電池功率比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提升約 75%
• -更輕、更便宜、更具市場(chǎng)潛力
• -該新設(shè)計(jì)還減少了對(duì)鉑等昂貴金屬的依賴，使系統(tǒng)更輕、更低成本。

研究團(tuán)隊(duì)指出，當(dāng)前的能源危機(jī)進(jìn)一步凸顯了此類清潔能源解決方案的重要性，尤其是在航空和貨運(yùn)領(lǐng)域。

Meyer博士表示：“我相信在不久的將來(lái)，飛機(jī)將由氫燃料電池驅(qū)動(dòng)。”

Zhao教授也指出：“通過(guò)重新設(shè)計(jì)燃料電池，輕型航空的實(shí)現(xiàn)變得更加現(xiàn)實(shí)。”

邁向?qū)嶋H應(yīng)用

目前，團(tuán)隊(duì)正將重點(diǎn)放在低空飛行器領(lǐng)域，因?yàn)榕c電池相比，氫能系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供更長(zhǎng)的飛行時(shí)間。

這項(xiàng)“橫向旁通”技術(shù)已由Meyer博士和Zhao教授申請(qǐng)專利，團(tuán)隊(duì)正在推進(jìn)其規(guī)模化應(yīng)用。

（素材來(lái)自：新南威爾士大學(xué) 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）