工程师开发出新型高功率直接硼氢化物燃料电池(DBFC)运行电压是氢燃料电池2倍

运输行业是世界上主要能源消费者,运输行业电气化对未来的能源和环境复原力至关重要。这将需要高功率燃料电池,以促进向电动车辆的过渡,从汽车和卡车到船只和飞机。

液态燃料电池是传统氢燃料电池一个有吸引力的替代方案,因为它们不需要运输和储存氢气。它们为无人水下航行器、无人机以及电动飞机提供动力 — — 所有这些都大大降低了成本。这些燃料电池还可以作为当前电动汽车的增程器,从而推动其广泛应用。

现在圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院的工程师已经开发出高功率直接硼氢化物燃料电池DBFC),其工作电压是传统氢燃料电池的两倍。他们的研究于6月17日发表在《细胞报告物理科学》杂志上。

该研究团队率先开发了一种反应物:确定能够实现高功率运行的最佳流速范围,流场结构和停留时间。这种方法解决了DBFC中的关键挑战,即适当的燃料和氧化剂分布以及缓解寄生反应。

重要的是,该团队已证明单电池工作电压为1.4或更高,是传统氢燃料电池所获得的两倍,峰值功率接近1瓦/平方厘米。将电压加倍实现更小,更轻,更高效的燃料电池设计,当将多个电池组装成商业用途时将转化为显著的重量和体积优势。他们的方法广泛适用于其他类别的液态燃料电池。

工程师开发出新型高功率直接硼氢化物燃料电池(DBFC)运行电压是氢燃料电池2倍
该图总结了具有代表性的DBFC性能的开路电压(绿色)和电流密度(1.5 V,橙色)。
蓝色列代表在高电压(> 1 V)下具有峰值功率密度的DBFC,黑色列代表在低电压(<1 V)下具有峰值功率密度的DBFC。黄色栏突出显示了本文的工作。

改进任何现有燃料电池技术的关键是减少或消除副反应。为了实现这一目标,大多数工作都涉及开发新的催化剂,这些催化剂在采用和现场部署方面都面临重大障碍。

燃料电池制造商通常不愿意花费大量资金或精力采用一种新材料。但是用现有硬件和组件实现相同或更好的改进将改变游戏规则。

催化剂表面上形成的氢气泡长期以来一直是直接硼氢化钠燃料电池的问题,可以通过合理设计流场将其最小化。随着该研究发展,研究人员计划扩大发展规模部署。这项有前途的技术是在海军研究办公室的不断支持下开发的,研究人员正在扩大应用规模,以便在潜水器和无人机中应用。该技术及其基础是专利申请的主题可用于许可。

上一篇:

下一篇:


标签