- 反應(yīng)溫度從900℃降至了650℃
- 發(fā)電效率是燃燒式發(fā)電機(jī)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
- 電動(dòng)汽車
若你想要開(kāi)著電動(dòng)車進(jìn)行遠(yuǎn)途旅行，光靠汽車內(nèi)部?jī)?chǔ)存的那點(diǎn)電力恐怕無(wú)法將你帶到目的地，這時(shí)你還是得向傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)尋求幫助。但問(wèn)題是，這類汽車在靠發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，由于馱著一個(gè)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(guó)馬里蘭大學(xué)的研究人員的固體氧化物燃料電池的升級(jí)版，可實(shí)現(xiàn)用巴掌大的用巴掌大的燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車。
近日，美國(guó)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(yuǎn)高于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料電池，與其他燃料電池相似，這種燃料電池通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電能，因此它的發(fā)電效率是燃燒式發(fā)電機(jī)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(shí)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(jiǎn)稱SOFC）的升級(jí)版，與在汽車?yán)锸褂玫臍淙剂想姵夭煌琒OFC可以使用諸如柴油、汽油和天然氣之類的燃料來(lái)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(rèn)為，將SOFC應(yīng)用到汽車上有點(diǎn)不切實(shí)際，因?yàn)樗w積過(guò)于龐大且通常需要在900℃下才可反應(yīng)。
通過(guò)改變固體電解質(zhì)的材料和電池的設(shè)計(jì)，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(lái)進(jìn)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(guò)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(jì)了一種不需要靠電解質(zhì)進(jìn)行支撐的方案，這時(shí)，變薄的電解質(zhì)就能在低溫時(shí)產(chǎn)生更高的能量輸出，進(jìn)階版的多層電解質(zhì)設(shè)計(jì)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(jī)小，換算下來(lái)，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(dòng)電動(dòng)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?yàn)橐肫囋诟邷叵逻\(yùn)行，制造商就必須采用昂貴的耐溫材料來(lái)制作配套設(shè)備，否則廉價(jià)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(guò)高還將延長(zhǎng)汽車的發(fā)動(dòng)時(shí)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(xiàng)研究是美國(guó)能源部一個(gè)計(jì)劃中的一部分，它旨在使固體氧化物燃料電池變得更加實(shí)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(rèn)為，新電池的諸多優(yōu)勢(shì)使之可以與汽油發(fā)電機(jī)相競(jìng)爭(zhēng)。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(yuǎn)著呢。
