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效率提升32% 美國全新制氫裝置比人發(fā)薄100倍

2018-12-28 08:41

OFweek氫能網(wǎng)訊：近日，斯坦福大學(xué)工程師根據(jù)人體肺部功能設(shè)計(jì)了一種裝置，可將水分解為氫氣和氧氣，通過類似呼吸、呼出的過程，產(chǎn)生清潔燃料電池電力。

全新燃料電池技術(shù)比人發(fā)薄100倍

該裝置基本上由厚塑料薄膜制成的小袋構(gòu)成，厚度比人類頭發(fā)薄一百倍，微小的防水毛孔覆蓋在袋子的外側(cè)，金和鉑納米顆粒排列在內(nèi)部以產(chǎn)生必要的化學(xué)反應(yīng)。

當(dāng)將小袋置于水中并施加電壓時(shí)，研究人員能夠使裝置產(chǎn)生的能量比將薄膜放平時(shí)高出32％。據(jù)研究人員稱，其原因在于在最小化氣泡方面，肺狀的形狀優(yōu)于其他燃料電池設(shè)計(jì)。但在能量產(chǎn)生過程中可能形成的氣泡，或許會(huì)對該過程的效率產(chǎn)生負(fù)面影響。

氫氣和氧氣通過設(shè)備內(nèi)部的導(dǎo)電金屬產(chǎn)生清潔的燃料電池能量

具體來說，當(dāng)氫氣和氧氣浸沒在水中，電壓施加到裝置上時(shí)，氫氣和氧氣被從水中分離出來，這些氣體通過非常薄的肺泡膜傳輸，可以實(shí)現(xiàn)氧氣和氫氣的自由流動(dòng)。

這與人類呼吸時(shí)發(fā)生的情況非常相似，當(dāng)我們呼吸時(shí)，空氣通過肺部微小的通道狀細(xì)支氣管直到抵達(dá)肺泡，而氧氣必須進(jìn)入血液而不擴(kuò)散，否則會(huì)導(dǎo)致有害氣泡的形成。

“清潔能源技術(shù)已經(jīng)證明了向反應(yīng)界面輸送快速氣體反應(yīng)物的能力，但反向途徑“催化劑／電解質(zhì)界面的高效氣體產(chǎn)物”仍然具有挑戰(zhàn)性。”該研究的第一作者李軍教授表示。

進(jìn)行清潔燃料電池力量“肺部”形象研究的人員表示，肺部設(shè)計(jì)僅處于開發(fā)的早期階段，在投入商業(yè)應(yīng)用之前之前仍需要持續(xù)改進(jìn)。據(jù)稱，該項(xiàng)目的全面發(fā)現(xiàn)將發(fā)表在Joule期刊上。