新型氫燃料電池設(shè)計或?qū)⑨尫抨P(guān)鍵清潔能源潛力

來自新南威爾士大學（UNSW）的研究人員重新設(shè)計了氫燃料電池，解決了一個關(guān)鍵缺陷，使航空、重型運輸?shù)阮I(lǐng)域更接近實現(xiàn)清潔能源應用。

氫燃料電池以本地生產(chǎn)的綠色氫氣為唯一燃料，長期以來被視為終極清潔能源解決方案，但其商業(yè)化進程一直面臨挑戰(zhàn)。

效率大幅提升，推動商業(yè)化進程

由Quentin Meyer博士和Chuan Zhao教授領(lǐng)導的跨學科團隊，成功顯著提高了氫燃料電池的效率，為其商業(yè)化鋪平道路。

該研究發(fā)表于期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy。

Meyer博士表示：“氫燃料電池可產(chǎn)生清潔電力，唯一副產(chǎn)物是水。從理論上看，它們可以提供廉價、充足的清潔能源，改變?nèi)缲涍\和航空等電池難以勝任的行業(yè)。但要將這一潛力轉(zhuǎn)化為實際減排效果，一直并不容易。”

核心難題：水堵問題

在燃料電池內(nèi)部生成的水會滯留，阻礙氧氣流動，從而嚴重影響性能。

而傳統(tǒng)解決方案通常依賴復雜且耗能高的系統(tǒng)，增加了成本和重量。

UNSW團隊提出了一種全新思路：在不增加成本的前提下，讓多余的水和氣體在積累之前就排出。

Meyer博士表示：“我們的設(shè)計只需對結(jié)構(gòu)進行小幅改動，就能顯著提升燃料電池效率。”

關(guān)鍵創(chuàng)新：微結(jié)構(gòu)“旁通通道”

研究團隊通過高精度微尺度工程，在燃料電池內(nèi)部引入了微型通道（寬約100微米，并由同樣尺寸的微肋分隔）。

這些被稱為“橫向旁通道”的結(jié)構(gòu)，相當于為水提供了“逃生路徑”，避免其積聚導致電池失效。

這是一個簡單但影響巨大的改進。

根據(jù)研究結(jié)果：

• -新設(shè)計的燃料電池功率比傳統(tǒng)設(shè)計提升約 75%
• -更輕、更便宜、更具市場潛力
• -該新設(shè)計還減少了對鉑等昂貴金屬的依賴，使系統(tǒng)更輕、更低成本。

研究團隊指出，當前的能源危機進一步凸顯了此類清潔能源解決方案的重要性，尤其是在航空和貨運領(lǐng)域。

Meyer博士表示：“我相信在不久的將來，飛機將由氫燃料電池驅(qū)動。”

Zhao教授也指出：“通過重新設(shè)計燃料電池，輕型航空的實現(xiàn)變得更加現(xiàn)實。”

邁向?qū)嶋H應用

目前，團隊正將重點放在低空飛行器領(lǐng)域，因為與電池相比，氫能系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供更長的飛行時間。

這項“橫向旁通”技術(shù)已由Meyer博士和Zhao教授申請專利，團隊正在推進其規(guī)模化應用。

（素材來自：新南威爾士大學 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）