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韩国研发高性能陶瓷燃料电池 可利用丁烷在600摄氏度下工作

时间:2020-06-02来源:韩华新能源 作者:新能源网站点击:
据外国媒体报道,韩国一个研究小组开发了一种高性能陶瓷燃料电池,可以使用丁烷燃料为其提供动力。丁烷易于储存和运输,因为它可以液化。这项新技术还将陶瓷燃料电池的应用扩展到了便携式和移动应用,如电动汽车、机器人和无人驾驶飞行器。以前,陶瓷燃料电

据外国媒体报道,韩国一个研究小组开发了一种高性能陶瓷燃料电池,可以使用丁烷燃料为其提供动力。丁烷易于储存和运输,因为它可以液化。这项新技术还将陶瓷燃料电池的应用扩展到了便携式和移动应用,如电动汽车、机器人和无人驾驶飞行器。以前,陶瓷燃料电池被认为只用于大容量发电系统,因为它们的工作温度很高。

(原图:科学研究院)

韩国科学技术研究所(KIST)宣布,其能源材料研究中心的孙继元博士的研究团队开发了一种高性能薄膜基陶瓷燃料电池,该电池可以使用丁烷燃料,在600摄氏度的中低温下工作。

陶瓷燃料电池是一种工作温度超过800摄氏度的高温燃料电池。低温燃料电池如聚合物电解质燃料电池需要使用昂贵的铂催化剂来填充低催化活性的特性。与陶瓷燃料电池相比,高温特性使它们能够使用便宜的催化剂,如镍。高温燃料电池的另一个主要优点是,除了纯氢之外,它们还可以高效率和低排放地使用各种燃料,例如液化石油气和液化天然气。讽刺的是,尽管高温燃料电池可以使用廉价的催化剂,但它们仍然需要昂贵的耐火材料和制造技术。另一个限制是,由于其高温运行,这种电池系统的切换过程需要很长时间,这限制了其在大型固定发电系统中的应用。

世界各地的许多研究小组正在开发基于薄膜的陶瓷新能源电动汽车用陶瓷燃料电池,这种电池可以在低温下工作而不会丧失功能。不幸的是,低温操作将导致燃料电池失去其主要优点之一,即使用各种燃料的能力。当陶瓷燃料电池的镍催化剂与甲烷、丙烷、丁烷等烃类燃料混合时,燃料转化过程中产生的碳会沉积在镍的表面,随着温度的降低,镍的表面会恶化,最终导致电池失效。

季孙博士的研究小组通过使用薄膜技术和连接更容易转化燃料的高性能二级催化剂解决了上述问题。通过操纵由二级催化剂和主催化剂上的挂带形成的沉积层,该团队可以有效地将二级催化剂放置在燃料电池电极最靠近电解质的位置,从而能够限制仅少量二级催化剂的连接,并有效地确定二级催化剂的位置。

通过这种方式,科学研究院的研究团队成功地将低温下具有高催化活性的二次催化剂如钯(Pd)、钌(Ru)和铜(Cu)应用到纳米尺寸的燃料电池电极上。研究人员还证实,基于薄膜的最新陶瓷燃料电池可以使用非常便宜的丁烷燃料,在中低温(500至600摄氏度)下工作,并具有高性能。

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