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Nouveau polymère souple à membrane électrolyte pourrait aider à faire Voitures hybrides à hydrogène une réalité

Published on June 4, 2009 at 7:38 PM

Sandia National Laboratories chercheurs peuvent avoir développé la clé pour faire des voitures à hydrogène une réalité commerciale.

Le chercheur de Sandia Cy Fujimoto démontre sa nouvelle hydrocarbures polymère souple membrane électrolyte, ce qui pourrait être un facteur clé dans la réalisation d'une voiture à hydrogène. (Photo par Randy Montoya)

Un obstacle majeur dans le développement des voitures à hydrogène a été l'absence d'une pile à combustible hydrogène fiable qui fonctionne bien dans des environnements secs et humides. Les piles à hydrogène sont des moteurs électrochimique qui viennent en plusieurs variétés différentes dont la plus courante étant l'membrane électrolyte polymérique (PEM) à pile à combustible. Piles à combustible PEM utilisent l'oxygène de l'air et d'hydrogène sous pression pour créer de l'électricité, de chaleur et d'eau (vapeur) comme sous-produits. L'électricité alimente le moteur électrique qui fait tourner les roues de la voiture.

Le chercheur de Sandia Cy Fujimoto a développé un PEM en utilisant un autre matériau qui semble être aussi durables que les PEM actuelle, mais qui opère aussi bien dans des environnements à la fois sec et humide, contrairement PEM actuelle.

«Les résultats ont été assez intriguant et peuvent influer sur l'avenir des voitures à hydrogène", a déclaré Fujimoto.

Lors de tests récents, le polymère Sandia surclassé état actuel de l'art des piles à combustible dans deux catégories. Le nouveau matériau Sandia PEM évolué d'une génération antérieure Fujimoto et ancien Sandian Chris Cornelius développée il ya cinq ans qui fonctionnent à des températures élevées.

Le matériel au début de Sandia pile à combustible, cependant, n'était pas spécifiquement conçu pour les applications automobiles. Fujimoto faire des ajustements afin qu'il saura répondre aux besoins des constructeurs automobiles, qui comprennent une conductivité protonique élevée à haute température et à faible teneur en eau.

Fujimoto prévoit que les nouveaux matériaux, il a développé au cours de la dernière année et demie fera le PEM Sandia réussissent mieux à faible humidité relative. La chimie lui permet de contrôler où et combien d'acide est déposé sur le squelette du polymère, qui permet d'affiner la taille de l'ion canaux conducteurs. Avec de plus grandes voies pour le mouvement des protons les membranes fonctionnent mieux dans des environnements à faible humidité.

Contenant de l'acide Autres PEMS, tel que le Nafion, d'entretenir un chemin pour les protons de passer à travers quand les membranes sont hydratés. Comme ils se déshydratent, le chemin se rétrécit et devient déconnecté, restreignant le mouvement des protons. Le résultat est fonction de diminution des piles à combustible dans les climats désertiques arides comme le Sud-Ouest.

Fujimoto compare l'état actuel du PEM à un chemin dans un parc.

"Vous pouvez être en mouvement tout le long et puis venir à un endroit où les pauses chemin. Une personne marchant le chemin peut manœuvrer autour de la pause et passer à autre chose. Rien de tel avec les protons. Ils en viennent à une impasse », dit-il. "Les constructeurs automobiles veulent une membrane qui est fiable dans tous les environnements. Ils ne peuvent pas avoir un qui fonctionne bien dans un climat humide comme Miami, par exemple, et ne fonctionne pas bien dans un endroit sec Albuquerque. "

De travail grâce à la gestion de Sandia projet intellectuel, Alliances & Licensing Department, Fujimoto collabore avec un consortium de constructeurs automobiles à construire la meilleure gestion des dépenses publiques. Il affirme qu'un accord de coopération en recherche et développement (CRADA) et des licences possibles de la technologie sont à venir.

Avant la collaboration peut aller beaucoup plus loin, dit-il, il doit trouver un moyen de «l'échelle jusqu'à la chimie" pour la membrane peut être produit en masse à faible coût.

«Nous avons pour obtenir le coût de fabrication de la membrane en dessous de 25 $ par mètre carré pour la méthode pour être pratique pour les voitures», dit Fujimoto. «C'est l'un des plus grands défis encore."

Last Update: 4. October 2011 03:40

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