新的燃料電池有足夠的果汁用於無人機和潛艇

新的燃料電池有足夠的果汁用於無人機和潛艇

根據一項新研究,一種新型高功率燃料電池的工作電壓是當今商用燃料電池的兩倍。

運輸業是美國經濟中最大的能源消費者之一,並且越來越需要使其更加清潔和高效。 雖然越來越多的人使用電動汽車,但由於功率和能量需求,設計電動飛機,輪船和潛艇要困難得多。

研究人員開發了一種直接硼氫化物燃料電池,該技術推動了該領域的技術發展。 使用獨特的pH梯度微型雙極接口(PMBI)的這一進步可以以顯著更低的成本為各種運輸模式提供動力 - 包括無人駕駛的水下航行器,無人駕駛飛機和最終的電動飛機。

“具有pH梯度功能的微型雙極接口是該技術的核心,”聖路易斯華盛頓大學能源,環境和化學工程教授Vijay Ramani說。 “它允許我們使用潛水器中的液體反應物和產品來運行這種燃料電池,其中中性浮力至關重要,同時也讓我們將其應用於無人機飛行等高功率應用中。”

燃料電池在一個電極上使用酸性電解質,在另一個電極上使用鹼性電解質。 通常,酸和鹼在彼此接觸時會快速反應。 拉瑪尼表示,關鍵的突破是PMBI,它比一縷人發更薄。 使用膜技術,PMBI可以防止酸和鹼混合,形成尖銳的pH梯度並使該系統成功運行。

“以前試圖實現這種酸鹼分離的嘗試無法合成並完全表徵整個PMBI的pH梯度,”Ramani團隊研究科學家Shrihari Sankarasubramanian說。 “使用新穎的電極設計結合電分析技術,我們能夠明確地證明酸和鹼保持分離。”

“一旦使用我們的新型膜合成的PBMI被證明有效工作,我們優化了燃料電池裝置,並確定了實現高性能燃料電池的最佳操作條件,”主要作者Ramani實驗室的博士候選人王中陽補充道。

“開發能夠實現PMBI的新型離子交換膜一直是一項極具挑戰性和有益的途徑。”

“這是一項非常有前景的技術,現在我們已經準備好繼續擴大其在潛水器和無人機中的應用,”Ramani說。

該研究出現在 自然能源。 聖路易斯華盛頓大學海軍研究辦公室和聖路易斯華盛頓大學材料科學與工程研究所為這項研究提供了支持。 該團隊正在與大學的技術管理辦公室合作,探索商業化機會。

資源: 聖路易斯華盛頓大學

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