作为未来的能源,燃料电池被认为是一种感兴趣的技术,因为它们使用简单的碳氢化合物作为燃料有助于生产可持续能源。
燃料电池通过一种简单的操作机制发挥作用,并在膜的一侧进行燃料氧化,另一侧的氧化剂还原,从而释放电子,从而有助于产生电能。到目前为止,已经使用了丙醇,甲醇和乙醇等广泛的燃料,但是在这些燃料中,甲醇仍然是一个有利的候选者,因为它易于处理,高能量密度和其他操作特征。
甲醇燃料电池的应用
因此,甲醇燃料电池在军事应用,笔记本电脑充电器或其他难以接通电力的情况下找到了潜在用途。
然而,甲醇交叉在膜上越过甲醇系统的商业潜力范围更大。交叉是指通过膜从阳极从阳极泄漏到阴极,该膜产生短路并不利地影响燃料电池的性能。
通过在所使用的膜顶上使用屏障层来减轻交叉。该领域的较早工作测试了广泛的材料,通过降低甲醇交叉来提高性能,但是这些材料也大大降低了质子的运输,因欧洲杯足球竞彩此大大降低了性能,因为膜质子电导率被认为是产生能量的主要因素之一在燃料电池中。
众所周知的事实是,安德烈·盖姆(Andre Geim)和同事(自然,又称盖姆(Geim)等人2014年)通过单层石墨烯和其他2D材料。欧洲杯足球竞彩石墨烯也以其致密的晶格堆积结构而闻名,可防止包括碳氢化合物分子(包括甲醇)穿过整个膜。但是,这些2D材料在燃料电池系统中的确切应用尚未实现。欧洲杯足球竞彩
数字:示意图显示了质子通过甲醇燃料电池的膜区域的转运。
改善细胞性能
曼彻斯特大学化学工程和分析学院的研究人员开发了一种在欧洲杯足球竞彩实际操作直接甲醇燃料电池中利用这些2D材料的方法。欧洲杯线上买球
在他们最近发表的《高级能源材料》杂志上发表的论文(Holmes等,2016),他们证明,通过化学蒸气沉积到膜区域中添加单层石墨烯已欧洲杯足球竞彩大大降低了甲醇交叉,同时又降低了引起对质子运输的抗性可忽略的抗性,从而提高细胞性能高达50%。这一概念证明强调了2D材料可以用作燃料电池的特殊屏障材料。欧洲杯足球竞彩
这项工作还强调了在不久的将来实现高效率膜燃料电池的可能性。该技术也可以扩展到其他燃料电池类型,例如氢燃料电池。
氢燃料电池遭受高成本加湿器的使用,这些加湿器将膜保持在潮湿气氛中,以增强质子的电导率。然而,如前所述,石墨烯表现出质子电导率增强,随着温度的升高而无需加湿器系统。利用石墨烯在燃料电池中可以帮助满足未来的能源需求。
该信息已从Graphenea提供的材料中采购,审查和调整。欧洲杯足球竞彩
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