如何纳米技术承诺非常地减少燃料电池的制造成本

等离子研究实验室的标尺 Boswell 教授,题头、空间等离子体、功率和推进力组,澳洲国立大学,澳大利亚
对应的作者: rod.boswell@anu.edu.au

有在主流媒体的很多谈话关于燃料电池关闭的通信工具作为更加绿色和更加干净的替代到汽油机在过去几年。 主要阻碍对此革命是氢燃料电池能源厂的费用。 燃料电池是以气体的形式例如氢或氧气,转换燃料,通常,成电的设备。 对于公路车辆,氢核替换膜 (PEM)细胞广泛被看到作为这个最有为的选项。

氢核替换膜 (PEM)燃料电池提供大功率密度和低重量和数量的好处与燃料电池比较的其他类型。 在 PEM 细胞,氢和氧气被提供到催化作用的电极在一个特殊膜的反面。 此特殊膜是多孔的对不是氢核,但是电子。 氢核和电子由白金催化剂的活动在电极的分隔。 氢核可能直接地通过膜散开,但是电子在这个进程中必须通过外部电路做他们的方式到达另一个端,提供功率为一台电动机。

氢核替换膜燃料电池。 (来源: 能源部门)

标尺 Boswell空间等离子体、功率 & 推进力组教授 ANU 的与等离子一起使用许多年和最近变得对这个可能性感兴趣使用等离子证言技术显著减少做燃料电池的费用。

Boswell 教授也评论了 “当前细胞的生产频繁地取决于是杂乱,效率低的并且消耗很多消耗大的材料的湿化工阶段。 我们的目标将开发等离子基于技术创建在燃料电池和催化作用的电极需要的膜”。

氢核替换膜燃料电池 (PEM),亦称聚合物电解质膜燃料电池,提供威力强大的密度并且提供低重量和数量的好处,比较其他燃料电池。 PEM 燃料电池运行在相对地低温,在 80°C (176°F) 附近。 低温运算给他们迅速开始 (较少准备时间),并且在较少的结果在系统元件佩带,造成更好的耐久性。

电极制造从复写纸基体开始。 因为是多孔的对用于最终细胞的气体燃料并且也是电,一个非常好的导体复写纸被选择。 这被装载到等离子反应器房间,并且镍一块非常细致的层在表面存款。 在合适条件下镍在碳表面形成 nanoscale 小滴。

下个阶段是介绍甲烷和氢到等离子房间。 许多复杂回应接着而来导致碳复杂通过镍种子散开形成下面多碳复杂的一种非常惊奇的情形。 在这个房间的高度易反应的氢氢核铭刻彼此不严格被结合的所有碳原子。 此的实用的结果是碳纳诺纤维在增强他们的镍小滴下增长从这个基体,当他们延伸。 这个结果是碳 nanofibres 象地毯的覆盖物在本文的。

一旦 nanofibres 森林被创建了下一个步骤将飞溅外套与白金的表面。 Boswell 教授解释: “在 nanofibre 技巧获得厚实地上漆与与成为的小滴的白金累进更加稀疏的进一步舍去纤维的飞溅进程期间。 它是象落在非常地减少在地面上的金额的森林里的雪,很多获得存款在结构树上面”。

此纳米技术电极的极大的好处是其浩大的表面和微小地变薄白金外套使白金降低需要的相当数量到大约 15% 那在同一个功率说明的一个常规电极。

要做完成的燃料电池,膜将夹在中间在长毛的端的二之间碳催化作用的电极页,并且全部的集合是热的被按到单张。

新的燃料电池技术是扣人心弦的东西,并且说不定是清洗运输的这个转移的一个关键部分。 “它必须是清洗运输的一个整体途径。 如果您今天采购氢磁道,机会是它由矿物燃料做 - 直接地烧矿物燃料最好的。 什么我们需要是运行在反过来由从太阳或与氢结合的干净的电生成的氢的燃料电池通信工具。 然后我们会获得” Boswell 前面教授警告。 在它一样花费大约六次对在氢的运行象汽油时。 然而,当继续汽油的费用上升和经济尺度的可能性在氢生产和配电器的,它可能不在之前是所有经济平衡转移的那。

版权 AZoNano.com, Rod Boswell (澳洲国立大学) 教授

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

Last Update: 13. June 2013 22:59

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