研究人员开发出新的高功率直接硼氢化物燃料电池

交通部门的电气化 - 世界上最大的消费者之一 - 对未来的能源和环境恢复性至关重要。该扇区的电气化将需要高功率燃料电池（单独或与电池结合使用），以便于从汽车和卡车到船只和飞机到电动车辆的过渡。

液体燃料电池是传统氢燃料电池的一个有吸引力的替代品，因为它们不需要运输和储存氢。它们可以为水下无人驾驶车辆、无人机以及最终的电动飞机提供动力——所有这些都以低得多的成本实现。这些燃料电池还可以作为目前电池驱动的电动汽车的里程扩展器，从而推动其被采用。

现在，圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院的工程师们已经开发出了大功率直接硼氢化物燃料电池(DBFC)，其工作电压是传统氢燃料电池的两倍。他们的研究发表在6月17日的杂志上细胞报告物理科学亚博老虎机网登录．

由Vijay Ramani，Roma B.和Raymond H. Wittcoff尊敬的大学教授的研究团队已经开创了反应物：识别能够实现高功率操作的最佳流速，流场架构和停留时间。这种方法解决了DBFCS中的关键挑战，即适当的燃料和氧化分布以及寄生反应的减轻。

重要的是，该团队已经证明了在常规氢气燃料电池中获得的1.4或更大的单电池工作电压，峰值功率接近1瓦/ cm2。加倍电压将允许更小，更轻，更高效的燃料电池设计，这在将多个电池组装成用于商业用途的堆栈中时转化为显着的重量和体积优势。它们的方法广泛适用于其他类别的液体/液体燃料电池。

“反应物运输工程方法提供了一种优雅而简单的方法，在仍然使用现有组件的情况下，显著提高这些燃料电池的性能。”拉曼说。“通过遵循我们的指导方针，即使是目前的商用液体燃料电池也可以看到性能的提高。”

改善任何现有燃料电池技术的关键是减少或消除副反应。实现这一目标的大多数努力涉及开发在采用和现场部署方面面临重大障碍的新催化剂。

“燃料电池制造商通常不愿意花费大量资本或努力来采用新材料，”拉玛尼团队的高级研究员什哈里·桑卡拉苏布拉曼尼亚说。“但在现有硬件和组件上实现同样或更好的改进，将改变游戏规则。”

“在催化剂的表面上形成的氢气泡是直接硼氢化钠燃料电池的问题，并且可以通过流场的理性设计最小化，”王中阳说，他是拉马尼实验室的前成员，2019年在华盛顿大学获得博士学位，现在芝加哥大学普利兹克分子工程学院。“随着这种反应式运输方法的发展，我们正在扩大扩大和部署的路径。”

Ramani补充道:“这项有前途的技术已经发展了海军研究办公室的不断支持，我感谢。我们处于将我们的细胞缩放到堆叠中的堆栈中的阶段，以便在潜水器和无人机中的应用。”

该技术及其支撑是专利申请的主题，可用于许可。

来源：https://wustl.edu/