柴油动力燃料电池

宾夕法尼亚大学的化学工程师开发了一种原型燃料电池,这是第一个在易于获得的液体燃料源上运行,在这种情况下普通柴油燃料。该工作旨在更靠近可存活率的燃料电池,提供紧凑,便携式电源的承诺,这些电源提供了比燃烧发动机或现有电池更加爆炸。

科学家、企业和军方都对燃料电池感兴趣,因为它比其他能源效率高得多,污染也少得多。然而,由于已知的燃料来源有限,商用燃料电池的开发一直受到阻碍。

宾夕法尼亚大学化学工程教授雷蒙德·j·戈特(Raymond J. Gorte)是《电化学学会杂志》(Journal of the Electrochemical Society)报告该发现的一篇论文的主要作者,他说:“过去有一种说法,只要是氢,你就可以用任何燃料来运行燃料电池。”

Gorte和他的同事约翰•m . Vohs佩恩和椅子的化学工程教授,震动了燃料电池世界2000年3月出版的自然的一篇论文中报道发展燃料电池可以运行在丁烷,第一个燃料电池操作除了氢燃料。随着燃料电池的发展,直接运行的液体柴油类型在加油站出售,该团队已经回避了棘手的问题,“重整”燃料,以运行燃料电池。

“在我们早先的工作中,我们无法向燃料电池喂液体柴油,因为我们没有在室温下具有低蒸气压的蒸发燃料的装置,”Gorte说。“本文证明我们可以使用类似于内燃机中的燃料喷射器的方法将这些液体馈送到燃料电池,并且仍然稳定地运行燃料电池。”

过去很多关于燃料电池的研究都集中在如何最好地处理或“改造”现有的碳氢燃料(如柴油)成纯氢这个棘手的问题上,这是一个既昂贵又低效的命题。Penn燃料电池是第一个直接使用碳氢化合物的燃料电池,不需要在装置内部或专门的加气站进行复杂的氢转化。通过受控的电化学反应而不是燃烧发电,其唯一的排放物是水、二氧化碳和热量。

小于一分钱,由Gorte,VOHS,研究生Hyuk Kim和Postdoctoral研究员Singdoo Park开发的原型燃料电池在700°C设定的炉中运行。商业,自含量的燃料电池将理想地产生使用放置在其中的燃料的热量。

尽管不太可能更换家用电池的小家电和便携式电子产品,但研究人员建议燃料电池可能适合供电汽车和笔记本电脑。

“我们对Gorte教授和他的同事在使用固体氧化物燃料电池直接氧化碳氢化合物燃料领域取得的进展感到兴奋,”David Bauer说,他是密歇根州迪尔伯恩福特研究实验室固体氧化物燃料电池项目的团队领导。“利用传统燃料而不进行改造的能力在运输领域尤为重要,因为在运输领域,燃料存储和系统包装是非常关键的问题。”

燃料电池还可以使丙烷或丁烷驱动的发电机成为可能。戈特的团队对开发一种相对较小的5千瓦燃料电池感兴趣。这种装置放置在住宅的地下室,可以用天然气发电,利用多余的能量为住宅供暖或提供热水。

“生产能源比现场的能源更有效,这是为了使其很多英里远,”戈特特说。

美国军方认为燃料电池可能成为士兵携带电子设备的便携式“掌心动力”的来源。宾夕法尼亚大学的研究人员与霍尼韦尔公司一起,最近获得了美国陆军和国防高级研究计划局的180万美元,用于开发一种咖啡罐大小的燃料电池,能够产生相当于50个d电池的能量。军方对柴油燃料电池特别感兴趣,因为柴油的低蒸汽压使其不那么爆炸性,因此更安全;Penn燃料电池也以碳氢化合物甲苯和正癸烷为燃料。

美国国防部高级研究计划局(DARPA)已经向该团队表示,希望燃料电池技术能在民用领域得到应用。Gorte说:“我们相信这是非常可行的,而且这项技术应该可以很容易地应用于许多场合。”

Gorte, Vohs, Kim和Park研究固体氧化物燃料电池的工作得到了海军研究办公室的资助,并发表在了《JECS》7月号上。

发表于9月4日TH.,2001年

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