发布|新闻|欧洲杯足球竞彩材料加工|燃料电池

研究人员创造了利用大气中氧气的绿色燃料电池

下载PDF副本

2020年9月30日

穆罕默德·默罕默迪教授和一组研究人员国家科学研究院（INRS）开发了一种利用大气中氧气的绿色无膜燃料电池。

这一突破性的微流体应用的结果在加拿大首次报道可再生和可持续能源评论9月8日^th, 2020年。

传统燃料电池应用广泛。他们驾驶的电动汽车在今天的道路上随处可见，并被集成到1969年阿波罗登月所用的计算机中。这种燃料电池在使用过程中会失去电压并最终停止工作。

这是因为燃料电池阳极室中的乙醇分子（乙醇或甲醇）穿过将其与阴极部分分离的膜。在阴极室中，氧分子与乙醇发生反应，导致电压损失。

一些研究人员曾试图制造一种膜，阻止酒精分子通过膜，但都是徒劳的。该研究的主要作者穆罕默德·默罕默迪教授采用了另一种方法:制造一种无膜燃料电池。

他独特的解决方案成本更低，涉及的开发步骤也更少;然而，它未能解决一个核心挑战。

当膜被移除后，甲醇或乙醇就会与氧气发生反应，就像传统燃料电池一样。为了防止电压下降，我们必须在阴极室中研制选择性电极。这些电极是由博士生胡安·卡洛斯·阿布鲁戈·马丁内斯设计的，在酒精分子存在时仍然不活跃，但对产生电的氧很敏感.

Mohamed Mohamed, INRS研究首席作者和教授

他观察到这种无膜燃料电池的另一个独特性质:它利用周围大气中的氧气。

从模型到原型

为了建立一个可工作的原型，研究人员使用的第一步是进行由阿隆索·莫雷诺·苏利亚(Alonso Moreno Zuria)进行的数值模拟，他是INRS的博士后研究员，也是这项研究的主要作者。在计算机建模的帮助下，研究人员测试了燃料电池中选择电极的各种配置。

传统的燃料电池就像三明治，中间有膜。我们选择了单层设计。我们必须确定如何安排和间隔电极，以最大限度地利用燃料，同时牢记环境空气中的氧气浓度.

Mohamed Mohamed, INRS研究首席作者和教授

一旦科学家们决定了一个配置，他们就尝试了一个原型，这个原型成为了概念的证明。无膜燃料电池仅使用234μl甲醇为LED提供4小时的能量。该团队热衷于改进燃料电池，使其能够使用一种更绿色的燃料乙醇，这种燃料乙醇可以从农业废弃物和生物质中提取。乙醇每单位体积也能提供更多的能量。

研究人员认为，燃料电池将驱动微系统，如空气污染传感器，和便携式电子设备，如移动电话。与传统电池储存电能并需要充电不同，燃料电池只要有燃料就能继续产生能量。

当无法充电时，这种能量供应方法特别有效。想象一下在沙漠中，没有电。你可以将一个乙醇小胶囊连接到手机上，为手机充电.

Mohamed Mohamed, INRS研究首席作者和教授

这项突破性的技术已经引起了工业界的注意，尽管研究人员仍处于原型阶段。

该团队得到了自然科学和工程研究理事会(NSERC)、魁北克先进材料中心(QCAM)、联合国教科文组织/MATECS欧洲杯线上买球S主席、CONACYT Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT, Mexico)和Científicos Mexican欧洲杯足球竞彩os en el Extranjero的财政支持。