매우 연료 전지의 제조 원가를 삭감하는 나노 과학 약속 어떻게

플라스마 연구소의 로드 Boswell 교수, 헤드, 공간 플라스마, 힘 및 추진력 단, 오스트레일리아 동포 대학, 호주
대응 저자: rod.boswell@anu.edu.au

휘발유 엔진에 녹색과 명료한 대안으로 연료 전지 강화한 차량에 대하여 주류 매체에 있는 많은 대화가 지난 몇년 동안에 계속 있습니다. 중요한 장애는 이 혁명에 수소 연료 전지 발전소의 비용입니다. 연료 전지는 전기로 수소 산소와 같은 가스의 모양으로 연료를, 일반적으로 변환하는 장치입니다. 도로 차량을 위해, 양성자 교환 막 (PEM) 세포는 가장 유망한 선택권으로 넓게 보입니다.

양성자 교환 막 (PEM) 연료 전지는 연료 전지의 그밖 모형과 비교된 낮은 무게 및 양의 고성능 조밀도 그리고 이점을 제공합니다. PEM 세포에서는, 수소와 산소 가스는 특별한 막의 반대 측에 촉매 전극에 공급됩니다. 이 특별한 막은 양성자 그러나 전자 아닙니다에 다공성 입니다. 양성자 및 전자는 전극에 있는 백금 촉매의 활동으로 분리됩니다. 양성자는 막을 통해서 직접 확산할 수 있습니다 그러나 전자는 외부 회로를 통해서 프로세스에 있는 전동기를 힘을 제공하는 상대방을 도달하는 그들의 쪽을 만들어야 합니다.

양성자 교환 막 연료 전지. (근원: 에너지의 부)

ANU에 로드 Boswell공간 플라스마, 힘 & 추진력 단 교수는 수년간 플라스마로 작동하고 그리고 최근에 극적으로 연료 전지를 만들기의 비용을 삭감하게 플라스마 공술서 기술을 사용하여 가능성에 흥미있게 되었습니다.

Boswell 교수는 또한 생산 더럽, 효과 없고 다량의 비싼 물자를 소모하는 젖은 화학 단계를 "현재 세포의 자주 의지합니다 논평했습니다. 우리의 목표는 플라스마에 기지를 둔 기술을 연료 전지에서 필요로 한 막 및 촉매 전극을 둘 다 만들기 위하여 개발하기 위한 것입니다."

양성자 교환 막 연료 전지 (PEM), 일컬어 중합체 전해질 막 연료 전지는, 높 힘 조밀도를 전달하고 그밖 연료 전지와 비교된 낮은 무게 및 양의 이점을 제안합니다. PEM 연료 전지는 80°C (176°F)의 주위에 상대적으로 저온에, 작동합니다. 낮 온도 작동은 (더 적은 워밍업 시간) 빨리 시작하는 줍니다 더 적은에 있는 결과는 더 나은 내구성의 결과로 시스템 분대에, 착용합니다.

전극의 제조는 카본지의 기질에서 시작합니다. 카본지는 마지막 세포에서 이용되기 기체 연료에 다공성 둘 다 이고기 또한 전기의 우수한 지휘자이기 때문에 선택됩니다. 이것은 플라스마 반응기 약실로 적재되고 니켈의 아주 정밀한 층은 표면에 예금됩니다. 정당한 조건 하에서 니켈은 탄소 표면 전면 nanoscale 작은 물방울을 형성합니다.

다음 단계는 플라스마 약실로 메탄과 수소를 소개하기 위한 것입니다. 많은 복잡한 반응은 계속되어 아래에 다중 탄소 복합물을 형성하기 위하여 탄소 복합물이 니켈 씨를 통해서 확산하는 아주 의외 상황에 지도하. 약실에 있는 높게 민감하는 수소 양성자는 강하게 서로에게 접착되지 않는 어떤 탄소 원자든지 멀리 식각합니다. 이것의 실제적인 결과는 연장하는 때 탄소 nano 섬유가 기질에서 그(것)들을 드는 니켈 작은 물방울의 밑에 증가하다 입니다. 결과는 서류에 탄소 nanofibres의 덮음 양탄자 같이 a입니다.

(Jess Hudspeth, ANU에 공간 플라스마, 힘 & 추진력 단의 심상 의례)

일단 nanofibres의 숲이 만들면 다음 단계는 백금을 가진 표면 외투를 침을 튀기기 위한 것입니다. Boswell 교수는 설명합니다: "nanofibre 끝이 진보적으로 더 부족한 추가 다운이 되는 작은 물방울 섬유를 가진 백금에 두껍게 입히 얻는 침을 튀기기 프로세스 도중. 그것은 매우 지상에 총계를." 감소시키는 숲에서 떨어지는 눈 같이 다량, 많게 얻습니다 나무 상단에 예금해입니다

이 나노 과학 전극의 거창한 이점은 동일 힘 논고의 전통적인 전극에서 그것의 대략 15%로 그것의 광대한 표면 이고 현미경으로 백금 외투를 감소시킵니다 요구된 백금 양을 엷게 합니다.

완성되는 연료 전지를 만들기 위하여는, 막은 탄소 촉매 전극 장의 2의 다모 측 사이에서 사이에 끼워지고 1인용 시트로 다리미질된 전체적인 집합은 최신입니다.

새로운 연료 전지 기술은 활발한 재료이고 충분히 수송을 정리하는 전환의 중요한 부분 일지도 모릅니다. "수송을 정리하는 전체론 접근 이어야 합니다. 수소의 실린더를 오늘 사는 경우에, 기회는 화석 연료에게서 그것 만들어졌습니다입니다 - 화석 연료를 직접 점화하는 것이 나을 다만. 우리가 필요로 하는 무엇을 태양 수력 전기에서 청결한 전기에 의해 차례차례로 생성되는 수소에 달리는 연료 전지 차량은 입니다. 다음 우리는 전방" Boswell 교수를 경고합니다 얻고 있을 것입니다. 그것이 휘발유 처럼 수소에 실행에 대략 6 시간을 매우 요할 마침 그때. 그러나, 상승하는 것을 계속하는 휘발유 비용과 수소 생산과 배급에 있는 경제 척도의 가능성이, 그것은 그것 모든지도 경제 수지가 이동하는 훨씬 이전에 모릅니다.

저작권 AZoNano.com 의 Rod Boswell (오스트레일리아 동포 대학) 교수

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

Last Update: 13. June 2013 23:23

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