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用巴掌大的燃料電池驅(qū)動汽車

發(fā)布時間:2012-06-13 來源:dvice

產(chǎn)品特性:
  • 反應(yīng)溫度從900℃降至了650℃
  • 發(fā)電效率是燃燒式發(fā)電機的2倍
  • 一顆10厘米×10厘米的新電池可替代原先體積龐大的電池組
應(yīng)用范圍:
  • 電動汽車

若你想要開著電動車進行遠途旅行,光靠汽車內(nèi)部儲存的那點電力恐怕無法將你帶到目的地,這時你還是得向傳統(tǒng)汽油發(fā)動機尋求幫助。但問題是,這類汽車在靠發(fā)動機驅(qū)動的時候,由于馱著一個厚重的電池套件,其行駛效率要低于普通的汽車。那么,有更高效的發(fā)電方法嗎?美國馬里蘭大學(xué)的研究人員的固體氧化物燃料電池的升級版,可實現(xiàn)用巴掌大的用巴掌大的燃料電池驅(qū)動汽車。




近日,美國馬里蘭大學(xué)的研究人員就宣布他們研制出了一種效率遠高于汽油發(fā)動機的燃料電池,與其他燃料電池相似,這種燃料電池通過化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電能,因此它的發(fā)電效率是燃燒式發(fā)電機的2倍,而且反應(yīng)溫度從900℃降至了650℃,如果再降低至350℃,就可以在汽車上使用了。

其實研究人員研發(fā)的這種燃料電池是一種名為固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,簡稱SOFC)的升級版,與在汽車里使用的氫燃料電池不同,SOFC可以使用諸如柴油、汽油和天然氣之類的燃料來發(fā)電。目前,這種電池已經(jīng)被應(yīng)用到建筑物供電上,但是人們普遍認為,將SOFC應(yīng)用到汽車上有點不切實際,因為它體積過于龐大且通常需要在900℃下才可反應(yīng)。

通過改變固體電解質(zhì)的材料和電池的設(shè)計,研究人員現(xiàn)在可以制造出體積更加緊湊的SOFC了。由于之前的SOFC主要靠固體電解質(zhì)來進行電池的結(jié)構(gòu)性支撐,所以電解質(zhì)通常要比較厚。但過厚的電解質(zhì)又不利于電的產(chǎn)生,于是研究人員就設(shè)計了一種不需要靠電解質(zhì)進行支撐的方案,這時,變薄的電解質(zhì)就能在低溫時產(chǎn)生更高的能量輸出,進階版的多層電解質(zhì)設(shè)計則能產(chǎn)生更多的電能。新電池在同等體積下的發(fā)電效率是普通固體氧化電池的10倍,在產(chǎn)生相同電量的情況下體積又要比汽油發(fā)電機小,換算下來,一顆10厘米×10厘米的新電池就可以替代原先體積龐大的電池組驅(qū)動電動車了。

除此之外,研究人員還將新電池的反應(yīng)溫度降至了650℃。高溫是商業(yè)化應(yīng)用的主要障礙,因為要想汽車在高溫下運行,制造商就必須采用昂貴的耐溫材料來制作配套設(shè)備,否則廉價材料將因忍受不了頻繁的升降溫而老化最終失效,而且操作溫度過高還將延長汽車的發(fā)動時間。因此,研究人員希望能將反應(yīng)溫度降低至350℃以便在汽車中應(yīng)用。

這項研究是美國能源部一個計劃中的一部分,它旨在使固體氧化物燃料電池變得更加實用。馬里蘭大學(xué)能源研究中心主任艾瑞克.瓦克斯曼(Eric Wachsman)認為,新電池的諸多優(yōu)勢使之可以與汽油發(fā)電機相競爭。目前他僅僅制作出了體積較小的燃料電池而已,離真正的工程應(yīng)用還遠著呢。
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