鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:759次 | 2021年09月13日
新型氫燃料動力電池 燃料用盡仍可發(fā)電很久
哈佛大學(xué)的一組研究人員創(chuàng)造了一種新型氫燃料動力鋰電池,即使燃料耗盡,仍可持續(xù)運(yùn)行。這種固體氧化物燃料動力鋰電池(SOFC:solid-oxidefuelcell)把氫轉(zhuǎn)換成電能,也可以存儲電化學(xué)能量,就像電池相同。這使燃料動力鋰電池在耗盡氫之后,仍可短時間發(fā)電。在一份新聞稿中,哈佛大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS:SchoolofEngineeringandAppliedSciences)材料科學(xué)副教授西里拉姆?拉馬納坦(ShriramRamanathan)說:這種薄膜固體氧化物燃料動力鋰電池利用了最新進(jìn)展,采用低溫運(yùn)行,納入新的更靈活的材料。陽極氧化釩(VOx:Vanadiumoxide)的用途相當(dāng)于多功能材料,使這種燃料動力鋰電池既可發(fā)電,也可儲存能量。
這個小組的研究結(jié)果發(fā)表在雜志《納米快報》六月刊上,他們理論上認(rèn)為,這種氫燃料動力鋰電池可用于小尺寸的便攜式能源工具,因?yàn)榉浅>o湊輕便的電源是必不可少的。例如,無人機(jī)確實(shí)會受益于此,重要作者昆廷?范?歐沃米爾(QuentinVanOvermeere)說,他是工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院博士后研究員。因?yàn)椴豢赡茉谝巴饧佑?,因此,額外提升儲存能量,可以顯著延長設(shè)備的使用時間。
薄膜固體氧化物燃料動力鋰電池傳統(tǒng)上使用鉑做電極,這兩個極稱為陽極和陰極,這就使電池在電化學(xué)反應(yīng)停止之前,只能發(fā)電約15秒。哈佛大學(xué)研究小組使用雙層鉑和氧化釩做陽極,沒有燃料的情況下,可以繼續(xù)運(yùn)行的時間高達(dá)14倍以上。
有三種反應(yīng)可能發(fā)生在電池內(nèi),原因就是這種釩氧化物陽極,拉馬納坦說。首先是釩離子氧化,我們驗(yàn)證是采用X-射線光電子能譜(XPS:X-rayphotoelectronspectroscopy)。第二是氫存儲在氧化釩晶格中,會逐步釋放,并在陽極氧化。第三種現(xiàn)象,我們可能會看到,就是陽極和陰極的氧離子濃度不同,所以我們也可以使氧陰離子氧化,就像濃差電池(concentrationcell)中那樣。
拉馬納坦和他的同事估計(jì),這種類型中更先進(jìn)的燃料動力鋰電池,沒有燃料可以發(fā)電更長一段時間,會在兩年內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用測試。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%