重力成關(guān)鍵變量？新研究破解燃料電池積水難題，效率顯著提升

加拿大與德國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)，利用重力可破解這一可再生能源技術(shù)的關(guān)鍵難題。

氫燃料電池被認(rèn)為是重型長(zhǎng)途卡車和航空領(lǐng)域極具潛力的零排放解決方案，因?yàn)樗鼈兙哂懈吣芰棵芏取⒓幼⑺俣瓤欤抑亓匡@著低于傳統(tǒng)電池。其工作原理是通過(guò)氫氣與氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電能。

加拿大和德國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，在燃料電池設(shè)計(jì)中充分考慮重力因素，有助于解決這一可再生能源技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

該論文的第一作者是來(lái)自多倫多大學(xué)和德國(guó)巴登-符騰堡州雙元制應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的研究人員Eric Chadwick。研究團(tuán)隊(duì)利用位于薩斯喀徹溫大學(xué)的加拿大光源（Canadian Light Source, CLS）對(duì)運(yùn)行中的燃料電池進(jìn)行了研究。

“問(wèn)題在于，燃料電池在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生液態(tài)水作為副產(chǎn)物，”Chadwick 表示，“這些水會(huì)逐漸阻礙反應(yīng)氣體（氫氣和氧氣）到達(dá)燃料電池中的反應(yīng)位點(diǎn)。”

液態(tài)水的積聚最終會(huì)使電池?zé)o法正常工作；而在為大型卡車和飛機(jī)提供動(dòng)力所需的大型燃料電池中，這一問(wèn)題尤為突出。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)利用重力來(lái)促進(jìn)液態(tài)水從電池內(nèi)部排出，可以顯著提升燃料電池的性能。他們借助 CLS 的 X 射線放射成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這一排水過(guò)程的可視化觀察。

“CLS 為我們提供了所需的高能 X 射線，使我們能夠區(qū)分水、空氣以及燃料電池中的固體部件。它在水與其他組件之間提供了足夠的對(duì)比度，讓我們能夠看到電池內(nèi)部正在發(fā)生的情況，”他解釋道。

Chadwick 表示，這項(xiàng)研究為未來(lái)如何設(shè)計(jì)更大規(guī)模、更高功率的燃料電池奠定了基礎(chǔ)，這些電池將在全球向可再生能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261925004908?via%3Dihub

（素材來(lái)自：多倫多大學(xué)/德國(guó)巴登-符騰堡州雙元制應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）