燃料電池の製造の原価を非常に削減するナノテクノロジーの約束どのように

血しょう研究所の棒 Boswell 教授、ヘッド、スペース血しょう、力および推進力のグループ、オーストラリア国立大学、オーストラリア
対応する著者: rod.boswell@anu.edu.au

ガソリンエンジンへ緑およびはっきりした代わりとして燃料電池の動力を与えられた手段に関する主流媒体に多くの話がここ数年間ずっとあります。 主要な障害はこの回転に水素の燃料電池の発電所の費用です。 燃料電池は電気に水素または酸素のようなガスの形で燃料を、普通、変換する装置です。 道手段のために、プロトン交換膜の (PEM)セルは最も有望なオプションとして広く見られます。

プロトン交換膜の (PEM)燃料電池は他のタイプの燃料電池と比較される低い重量およびボリュームの高い発電の密度そして利点を提供します。 PEM のセルでは、水素および酸素のガスは特別な膜の反対側の触媒作用の電極に入れられます。 この特別な膜はプロトンしかしない電子に多孔性です。 プロトンおよび電子は電極のプラチナ触媒の処置で分かれています。 プロトンは膜を通って直接拡散できますプロセスの電動機に力を提供する反対側に達する電子は外部回路を通して方法を作らなければなりません。

プロトン交換膜の燃料電池。 (ソース: エネルギーの部門)

ANU の棒 Boswell およびスペース血しょう、力及び推進力のグループ教授は何年もの間血しょうを使用して、最近劇的に燃料電池を作るコストを削減して血しょう沈殿技術を使用して可能性に興味があるようになりました。

Boswell 教授はまた生産きたなく、非能率的、多量の高い材料を消費するぬれた化学段階に 「現在のセルの頻繁に頼りますコメントしました。 私達の目標は燃料電池で必要とされる膜および触媒作用の電極を両方作成するために血しょうによって基づく技術を開発することです」。

プロトン交換膜の燃料電池 (PEM)、別名ポリマー電解物の膜の燃料電池は、強力な密度を提供し、他の燃料電池と比較される低い重量およびボリュームの利点をあります。 PEM の燃料電池は 80°C (176°F) のまわりで比較的低温で、動作します。 低温操作はそれらが (より少ないウォームアップタイム) すぐに開始するようにし、より少しの結果はよりよい耐久性に終ってシステムコンポーネントで、身に着けています。

電極の製造はカーボン紙の基板から開始します。 カーボン紙は最終的なセルで使用される気体燃料に多孔性で、また電気の優秀なコンダクターであるので選択されます。 これは血しょうリアクター区域にロードされ、ニッケルの非常に良い層は表面で沈殿します。 良い状態の下でニッケルはカーボン表面をくまなく nanoscale のしぶきを形作ります。

次の段階は血しょう区域にメタンおよび水素を導入することです。 多くの複雑な反作用は続きま次複数のカーボン複合体を形作るためにカーボン複合体がニッケルのシードを通って拡散する非常に意外な状態に導きます。 区域の非常に反応水素のプロトンは強く互いに結ばれない炭素原子をエッチングします。 これの実用的な結末は伸びると同時にカーボン nano ファイバーが基板からそれらを持ち上げるニッケルのしぶきの下で育つことです。 結果はペーパーのカーボン nanofibres のカーペットそっくりのカバーです。

nanofibres の森林が作成されたら次のステップはプラチナが付いている表面コートを放出させることです。 Boswell 教授は説明します: 「nanofibre の先端が漸進的により希薄なそれ以上の羽毛になるしぶきファイバーが付いているプラチナと厚く上塗を施してある得る放出させるプロセスの間に。 それは地面の量を」。非常に減らす森林で落ちる雪のような多くたくさん得ます木の上で沈殿させてです

このナノテクノロジーの電極の途方もない利点は同じ力の指定の慣習的な電極のそれの約 15% にこと広大な表面積、顕微鏡的にプラチナコートを減らします必要なプラチナの量を薄くします。

終了する燃料電池を作るためには、膜はカーボン触媒作用の電極シートの 2 の毛深い側面の間で挟まり、単一シートに押される全アセンブリは熱いです。

新しい燃料電池の技術はエキサイティングな原料で、輸送をきれいにする転移の主要部分であるかもしれません。 「それは輸送をきれいにする全体アプローチでなければなりません。 水素のシリンダーを今日買えば、チャンスは化石燃料からそれ作られましたです - 化石燃料を直接焼き付けることはよいですちょうど。 私達が必要とする何を太陽かハイドロからのきれいな電気によって次々と生成される水素で動作する燃料電池の手段はあります。 それから私達は前方に」 Boswell 教授を警告します得ていました。 それがガソリン水素の実行に約 6 倍その位要する今。 ただし、上り続けるガソリン費用および水素の生産および分布の規模の経済の可能性と、それはそれすべて経済均衡が移すずっと前にではないかもしれません。

版権 AZoNano.com の Rod Boswell (オーストラリア国立大学) 教授

Date Added: Sep 16, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:20

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