研究人員開發新型復合膜 提高筆直乙醇燃料動力電池效率

據外媒報道，巴西核能研究所（IPEN）、德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）和加拿大國家農業研究所（INRA）的研究人員，開發了一種可用于筆直乙醇燃料動力電池的新型復合膜。

乙醇的體積能量密度（6.7kWh/L）是氫（1.3kWh/L）5倍多，可以安全地用于燃料動力電池發電。舉例來說，日產正在研究探討乙醇燃料固態氧化物燃料動力電池的潛力。巴西盛產甘蔗，利用甘蔗加工的乙醇，可以作為汽車燃料的替代品。因此，這里的人關于性能更優良的乙醇燃料動力電池更感興致。從理論上講，乙醇燃料動力電池的效率為96%，但在詳盡操作過程中，由于各種原由，其最高功率密度僅能達到30%。

巴西核能研究所BrunoMatos博士領導的小組，正在研究用于筆直乙醇燃料動力電池的新型復合膜。全新定制聚合物復合電解質材料，是一種很有前途的處理辦法，有望取代目前的領先聚合物電解質，如Nafion。

Matos及其團隊利用熔融擠壓工藝，制備Nafion和磺酸基功能化鈦酸納米管復合膜，用于筆直乙醇燃料動力電池的探測。在HZB中心BESSYII同步輻射源的幫助下，他們能夠具體觀察Nafion基質中的納米顆粒是要怎么樣分布的，以及它們要怎么樣幫助提高質子導電性。

Matos團隊通過BESSYII的IRIS紅外光束線，對Nafion復合膜四種不同的構成進行詳細地分解。小角度X線散射試驗證實，鈦粒子與Nafion離子基體之間存在協同用途。他們利用紅外光譜，觀察到功能化納米顆粒的磺酸基團之間形成化學橋。此外，通過跟蹤質子沿著離子團簇的移動軌跡，他們發現即使納米顆粒的濃度較高，復合膜的質子電導率也會增高。

HZB的科學家LjiljanaPuskar博士稱：“這是真正的欣喜。”隨著納米粒子數量增多，導電性能降低，這是妨礙高性能復合材料發展的緊要障礙之一。質子電導率越高，電荷載體的遷移率越高，筆直乙醇燃料動力電池的效率就越高。

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除