211service.com
Cool Micro Fuel Cell
Palivové články s pevným oxidem pracují efektivně na široké škále konvenčních paliv a biopaliv, ale jejich vysoké provozní teploty omezují jejich použití. Mnoho výzkumníků pracuje na tomto problému a vyvíjí nové materiály elektrod a elektrolytů, které fungují při nižších teplotách, aniž by se snížil výkon. Nyní výzkumníci v Japonsku předvedli vysoce výkonný mikropalivový článek, který funguje při nižších teplotách díky restrukturalizované elektrodě.
Chladné palivo: Tento palivový článek na bázi pevných oxidů má výkon jeden watt při 600 stupních Celsia a má průměr asi dva milimetry. Jeho velikost a provozní teplota by z něj mohly udělat vhodný zdroj energie pro přenosná zařízení s rychlým startem.
Článek je vhodný pro přenosné zdroje energie, které vyžadují rychlé spouštění, a také jako pomocné napájení pro automobily, říká Toshio Suzuki, vědecký pracovník japonského národního institutu. Pokročilá průmyslová věda a technologie . Suzuki vedla vývoj nového palivového článku, který je dnes popsán v časopise Věda . Článek má tvar trubky a má průměr asi dva milimetry; jeho výkon je asi jeden watt při 600 stupních Celsia. Konvenční palivové články s pevným oxidem pracují při teplotách nad 700 stupňů.
Palivové články s pevným oxidem vytvářejí elektrický proud odebíráním kyslíku ze vzduchu a jeho použitím k oxidaci paliva. Kyslík přichází přes katodovou stranu, palivo přes anodovou stranu; tyto dva reagují v elektrolytu a tvoří vodu a oxid uhličitý jako odpadní produkty v závislosti na typu paliva. Tato reakce je účinnější než konvenční generátory. Palivové články s pevným oxidem jsou také účinnější než jiný převládající typ palivových článků, který používá drahé platinové katalyzátory a polymerní membránu, která se může kontaminovat, a běží pouze na vodíkové palivo.
Palivové články s pevným oxidem jsou flexibilnější, výkonnější a nemají problém s kontaminací, říká Eric Wachsman , ředitel Floridského institutu pro udržitelnou energii a předseda materiálové vědy a inženýrství na Floridské univerzitě. Problémem těchto zařízení, říká Wachsman, jsou provozní teploty. To znamená, že může vyžadovat dlouhou dobu zahřívání a nemůžete ji použít v mobilním telefonu. Vysoké teploty také způsobují opotřebení článku baterie.
Skupina Suzuki vytvořila zdroj energie s nižší provozní teplotou vylepšením struktury anody, kam vstupuje palivo. Japonská skupina použila konvenční techniky včetně litografie a leptání k výrobě anod s různým stupněm poréznosti. Nejvýkonnější anodou byla velmi porézní struktura na bázi oxidu niklu, což je konvenční materiál pro tyto elektrody. Suzuki říká, že se rozhodlo použít stávající materiály, protože jejich výkon byl časem prokázán. Jedná se o spolehlivé materiály pro dlouhodobou stabilitu a mají nákladovou výhodu ve srovnání s jinými novými materiály pro nízkoteplotní palivové články s pevným oxidem, vysvětluje.
Výkon je bezpochyby docela dobrý, říká Harry Tuller , profesor keramiky a elektronických materiálů na MIT. Toto je pěkná systematická studie ukazující evoluční dopad prokázaných zlepšení elektrody, říká. Tuller však varuje, že elektrody a elektrolyt jsou dopovány malým množstvím drahých materiálů, což by mohlo zvýšit náklady na články. Anoda obsahuje kromě oxidu niklu i malé množství vzácného prvku skandium.
Wachsman říká, že je obtížné snížit provozní teplotu těchto článků, aniž by došlo ke snížení výkonu. Pracuje také na nových strukturách elektrod palivových článků s pevným oxidem. Pomocí odlišné sady materiálů a podobného přístupu Wachsman nedávno předvedl palivový článek s restrukturalizovanou anodou a novým elektrolytem pro výkon dva watty na čtvereční centimetr při 650 stupních. Tato práce je popsána v časopise Elektrochemické komunikace .
Suzuki říká, že jeho skupina jedná s několika společnostmi o komercializaci buněk.