Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

薄膜材料增加在燃料電池的發電

Published on June 22, 2010 at 7:57 PM

查找關於稀薄的頁的工作情況的驚奇的 MIT 實驗室材料 - 較少比第一千分之一人髮的厚度 - 或許可能導致最終學習電極工作情況被改進的方式和在發電的費率的改善從燃料電池的一種類型,根據本週發布的報表。

此繪製顯示楊 Shao 墊鐵和她的小組教授使用的這個實驗設置。 圈子在這個背景中表示微小的薄膜晶體結構被繪製在頂端左) 的電極稱鍶被替代的鑭鈷鈣鈦礦的做材料或者 LSC (。 繪製顯示用於的實驗室設置評定 LSC 的催化作用。 圓的保險開關顯示氧氣分子 (O2) 如何在 LSC 表面被交換。 由博士後伊娃 Mutoro 的例證

在許多情況下,可能是在厚度的一些個分子 - 材料的薄層 - 陳列屬性與同一材料的固定的塊不同。 但是,即使這是一種已知的現象,這個區別的本質在礦物的薄膜工作情況找到的 MIT 小組稱鈣鈦礦的 - 在這種情況下,存款,在氧化锆水晶的表面的薄層 - 「是非常意外的」,副教授說楊 Shao 墊鐵,機械工程和材料學和工程在 MIT,導致這個研究。 這個工作被完成了與橡樹嶺國家實驗室的漢斯克里森和邁克爾 Biegalski 合作。

在燃料電池,燃料例如氫或甲醇在催化劑面前起反應,發行其能源化工而不是被燒。 結果,他們可以由燃料導致電,无需發行溫室氣體或其他汙染物,和,因此被認為發的電一個有為的可選擇方法。 并且不同於電池,在一個費時的進程中需要被充電,燃料電池可以迅速被加油。

對達到更加了不起的效率的主要障礙在燃料電池,被認為提供將來的運輸或固定式動力系統的電一個有為的方式,是氧氣生產,設備的二個電子終端之一的緩慢的費率從負極的。 在當前燃料電池,氧氣生產的費率是在設備的功率輸出的限制因素。 許多小組繼續處理改進這張效率和減少這种二主要的費用方式燃料電池: 固定氧化物燃料電池 (SOFCs)和氫核替換膜燃料電池 (PEMFCs)。 此工作在 SOFCs 解決在負極的潛在的改善,可能查找在大規模系統的應用例如電力設備。 新的研究建議通過使用某些鈣鈦礦化合物,薄膜此活動可以被百倍增加。

早先研究找到對面,該那些鈣鈦礦材料薄膜比這份粒狀材料, Shao 墊鐵說一百次較不易反應的。 新的結果在線在德國日記帳 Angewandte Chemie 上被發布; 主要作者是從前的學生赫拉爾多 la O』和博士後唱金 Ahn。 這個工作由 NSF、美國能源部,橡樹嶺國家實驗室和艾伯都拉國王科技大學支持。

通過創建在此研究用於的這种材料高純度薄膜 - 在這種情況下,一樣稀薄,像 20 儀表的毫微米或者 billionths - 學習詳細資料材料的表面如何在更加了不起的詳細資料起反應比是可能的是可能的在與粒狀材料的研究。 此研究向顯示唯一薄膜特性可能提高催化作用。

「據我們所知,這是,第一次這些薄膜顯示了對展覽」這個增加的活動, Shao 墊鐵說。 這個小組繼續研究驗證他們的關於原因的假說的這個增加的活動和測試可能陳列相似的屬性材料的系列。 「我們在確定」活動程度為什麼從事很高, Shao 墊鐵說,建議材料的增加的反應性可能起因於舒展表面。 這可能更改氧氣閑置目錄或材料,在 Shao 墊鐵的組被檢查的可能性電子結構。

當許多燃料電池使用由稀有金屬做的電極例如白金時,在此實驗的電極由相對地豐富的材料做例如鈷,鑭,并且鍶, Shao 墊鐵說,因此他們應該是比較便宜生產。 另外,此材料比可以減少現有的 SOFC 電極,可能是一個好處,因為 「在低溫運作在低溫,物質降低」,她說。 而當前細胞運作在溫度 800 攝氏度或更高,新的途徑也許導致可能運作在 500 攝氏度的材料,是的情況在這些測試的。

然而此工作是第一步。 Shao 墊鐵強調說這是一個新的根本研究領域的期初,并且可能導致可能的化合物全家的探險尋找一个與高催化作用的一個最佳的組合和高穩定性。 除燃料電池之外,此高度易反應的材料能查找一個家在放: 例如,在高溫傳感器和在用於的膜從氮氣和其他氣體分隔氧氣,她說。

Last Update: 26. January 2012 00:22

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit