燃料电池商业化的进展

制造燃料电池的高成本使得大规模生产用于发电几乎是不可能的亚利桑那州立大学正在努力改变这一现状,让汽车、电力和其他更多的东西都能依靠“绿色”技术运行。

工程技术教授**anadar Madakannan (Kannan)已经研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)超过8年。Kannan和他的研究生专注于使用碳纳米管为基础的催化剂和电极的燃料电池。

燃料电池已经有100多年的历史了,它通过在一个电极上传递氢等燃料,同时在第二个电极上传递空气来清洁和安静地发电。但它们的发展长期以来一直受到技术成本和安全担忧的困扰。

Kannan说,PEMFC燃料电池有电极层和电解质组件。在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,电池由氢基阳极(正极)和氧基阴极(负极)组成,碳粒子负载的铂作为催化剂(电极)产生电力。虽然燃料电池产生电能,但产生的唯一废物是水,因此它被认为是一种非常清洁的能源转换系统。

自从燃料电池技术诞生以来,科学家们就一直在对其进行珩磨,但是,即使在一个多世纪之后,由于使用了基于铂的催化剂,生产燃料电池的成本仍然很高。

“白金是最有效的electrocatalyst和燃料电池的电的良导体,但成本太高昂了,我们尚未能够使用燃料电池广泛,“Kannan说,副教授在技术和创新是亚利桑那州立大学理工学院的校园。

Kannan正致力于制造成本更低的pemfc,其方法是直接在碳纸基片(即气体扩散层)上生长碳纳米管,而不是球形碳粒子,然后在碳纳米管表面沉积铂纳米颗粒。欧洲杯猜球平台这种创新的方法允许使用更少的铂,而不影响能源效率。

坎南说:“与现有的工艺相比,这种改进的工艺节省了大约10%到15%的成本,而且不牺牲任何电力输出。”

在他的研究过程中,Kannan评估了几种不同材料的性能,测量了功率输出和效率。欧洲杯足球竞彩

“基于碳纳米管的电极效率更高,因为它有更大的表面积,”坎南说,“这允许更少的铂需要。”此外,电极在较低的相对湿度下也表现得非常好,这将最终降低燃料电池系统的复杂性。”

Kannan与人合作撰写了三篇关于这个主题的论文,这些论文最近都发表在《能源杂志》(Journal of Power Sources)和国际氢能杂志(International Journal of Hydrogen Energy)上。

此外,ASU和赫尔辛基理工大学以及芬兰的VTT已经进入了一个关于pemfc的先进材料解决方案的项目。目前,ASU研究生Chad Mason正在芬兰测试和改进气体扩散层材料的性能,同时降低成本和提高制造能力。欧洲杯足球竞彩

Kannan说:“下一步是使气体扩散层的开发连续进行,而不是分批进行,这样就可以在商业上可行。”“乍得在海外的工作将使我们朝着这个方向前进。我们相信,PEM燃料电池将在10年左右的时间内实现商业化,并帮助我们向氢经济发展。”

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