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环亚娱乐平台首款大型薄膜固体氧化物燃料电池面世

来源:http://www.0769disc.com 编辑:ag88环亚娱乐 时间:2019/04/15

  首款大型薄膜固体氧化物燃料电池面世

  美国哈佛大学(Harvard)工程与运用科学学院(SEAS:School of Engineering and Applied Sciences)以及西能体系有限责任公司(SiEnergy Systems LLC)的资料科学家已演示了第一款微观标准的薄膜固体氧化物燃料电池(SOFC:solid-oxide fuel cell)。

  固体氧化物燃料电池曾经是作业在微观标准,这是第一次有研讨小组战胜结构性应战,把这项技能升级到有用标准,并且具有按份额进步的功率输出。

  在线报导宣布在《天然•纳米技能》上,演示的这种全功用固体氧化物燃料电池显现,有可能使电化学燃料电池成为一种可行的清洁动力来历。

  这项作业的打破是,咱们演示的功率密度可比你用微型膜所得到的,可是,选用的膜约有100倍大时,就可标明这种技能具有可扩展性,首要研讨者西里拉姆•拉马纳坦(Shriram Ramanathan)说,他是哈佛工程与运用科学学院资料科学副教授。

  固体氧化物燃料电池发生电能是经过电化学反响,这种反响发生在一种超薄膜上。这种100纳米厚的膜包括电解质和电极,需求满足薄,可以让离子穿过,并且要在相对低温下(关于陶瓷燃料电池,温度规模是300至500摄氏度)。这些低温可完成快速发动,更紧凑的规划,并削减稀土资料的运用。

  但到目前为止,薄膜已成功运用的只是在微型固体氧化物燃料电池上,每个芯片在燃料电池晶圆中大约是100微米宽。为了实践运用,比方运用紧凑型电源,固体氧化物燃料电池就需求有大约50倍大。

  电化学膜是如此之薄,这种标准上发明一个膜,大致相当于制作一张16英尺宽的纸。当然,结构性问题很重要。

  假如你制作传统的薄膜,在那种标准,没有支撑结构,你不能做任何事情,它会开裂,合著者博蒯赖(Bo-Kuai Lai)说,他是哈佛工程与运用科学学院博士后研讨员。你制作膜是在试验室里,但你甚至不能把它拿出来。它只会破坏。环亚娱乐平台

  首席作者土屋胜(Masaru Tsuchiya)是09级博士,他是拉马纳坦试验室曾经的成员,现在在西能公司,他与拉马纳坦及博蒯赖强化了这种薄膜,运用的金属网格姿态就像纳米级的铁丝网。

  这种细小的金属蜂窝供给了要害的结构性要素,用于这种大型膜,一起也用作集电器(current collector)。拉马纳坦的团队可以制作的膜芯片(membrane chip)为5毫米宽,要把几百个这样的芯片集成到手掌巨细的固体氧化物燃料电池硅片上。

  尽管其他研讨人员较早测验选用这种金属网格,取得了结构上的成功,可是,拉马纳坦小组初次演示了一种功用完全的固体氧化物燃料电池,并且是在这样的标准。他们的燃料电池功率密度是每平方厘米155毫瓦(510摄氏度),可比微观固体氧化物燃料电池的功率密度。

  成倍增加来自更大的有用面积(active area),这种新燃料电池的功率密度会转换为功率输出,这样的功率输出满足高,可用于相关的便携式电源。

  拉马纳坦试验室从前的研讨现已开宣布微型固体氧化物燃料电池,这种电池是全瓷的,或运用沼气作为燃料源,而不是运用氢。研讨人员期望,往后研讨固体氧化物燃料电池要集成这些技能,用于大型燃料电池,进步它们的普及性。

  在未来几个月内,他们将探究新式纳米结构的阳极,用来代替氢燃料,这种代替品可低温运转,他们会尽力改善这些微观结构安稳的电极。

  这项研讨的支撑部分来自美国国家科学基金会(NSF:National Science Foundation),作业的进行部分是在哈佛大学纳米体系中心(Harvard University Center for Nanoscale Systems),这个中心是个成员单位,归于国家科学基金会赞助的国家纳米技能基础设施网络(National Nanotechnology Infrastructure Network)。

  

  

   薄膜固体氧化物燃料电池