- 反應溫度從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
- 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反應來產(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)被應用到建筑物供電上，但是人們普遍認為，將SOFC應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。
通過改變固體電解質(zhì)的材料和電池的設計，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溫度降至了650℃。高溫是商業(yè)化應用的主要障礙，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溫度降低至350℃以便在汽車中應用。
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，離真正的工程應用還遠著呢。
