新的燃料电池有足够的果汁用于无人机和潜艇

新的燃料电池有足够的果汁用于无人机和潜艇

根据一项新研究,一种新型高功率燃料电池的工作电压是当今商用燃料电池的两倍。

运输业是美国经济中最大的能源消费者之一,并且越来越需要使其更加清洁和高效。 虽然越来越多的人使用电动汽车,但由于功率和能量需求,设计电动飞机,轮船和潜艇要困难得多。

研究人员开发了一种直接硼氢化物燃料电池,该技术推动了该领域的技术发展。 使用独特的pH梯度微型双极接口(PMBI)的这一进步可以以显着更低的成本为各种运输模式提供动力 - 包括无人驾驶的水下航行器,无人驾驶飞机和最终的电动飞机。

“具有pH梯度功能的微型双极接口是该技术的核心,”圣路易斯华盛顿大学能源,环境和化学工程教授Vijay Ramani说。 “它允许我们使用潜水器中的液体反应物和产品来运行这种燃料电池,其中中性浮力至关重要,同时也让我们将其应用于无人机飞行等高功率应用中。”

燃料电池在一个电极上使用酸性电解质,在另一个电极上使用碱性电解质。 通常,酸和碱在彼此接触时会快速反应。 拉玛尼表示,关键的突破是PMBI,它比一缕人发更薄。 使用膜技术,PMBI可以防止酸和碱混合,形成尖锐的pH梯度并使该系统成功运行。

“以前试图实现这种酸碱分离的尝试无法合成并完全表征整个PMBI的pH梯度,”Ramani团队研究科学家Shrihari Sankarasubramanian说。 “使用新颖的电极设计结合电分析技术,我们能够明确地证明酸和碱保持分离。”

“一旦使用我们的新型膜合成的PBMI被证明有效工作,我们优化了燃料电池装置,并确定了实现高性能燃料电池的最佳操作条件,”主要作者Ramani实验室的博士候选人王中阳补充道。

“开发能够实现PMBI的新型离子交换膜一直是一项极具挑战性和有益的途径。”

“这是一项非常有前景的技术,现在我们已经准备好继续扩大其在潜水器和无人机中的应用,”Ramani说。

研究出现在 自然能源。 圣路易斯华盛顿大学海军研究办公室和圣路易斯华盛顿大学材料科学与工程研究所为这项研究提供了支持。 该团队正在与大学的技术管理办公室合作,探索商业化机会。

来源: 华盛顿大学在圣路易斯

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