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免费足球贴士网(www.hgbbs.vip):燃料电池使用寿命如何破解?调节电解液的PH或许可以延长几十年的寿命

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在可以启动包括燃料电池在内的一系列技术的研究中,这些技术是储存太阳能和风能的关键,麻省理工学院的研究人员,发现了一种相对简单的方法来增加这些设备的寿命:改变系统的 pH 值。


由称为固体金属氧化物的材料制成的燃料电池和电解电池之所以受到关注,有几个原因。



在电解模式下,它们非常有效地将可再生能源的电力转化为可储存的燃料,如氢气或甲烷,这些燃料可用于燃料电池模式,在没有阳光或没有风时发电不吹。它们也可以在不使用铂等昂贵金属的情况下制造。


它们的商业可行性受到了阻碍,部分原因是它们会随着时间的推移而退化。从用于构建燃料/电解电池组的互连中渗出的金属原子会慢慢毒化设备。


延长固体氧化物燃料电池的使用寿命,有助于提供清洁能源未来所需的低成本、高效率的氢气生产和发电。


燃料电解电池具有三个主要部分:由电解质隔开的两个电极(阴极和阳极)。在电解模式下,来自风的电力可用于产生可储存的燃料,如甲烷或氢气。另一方面,在逆向燃料电池反应中,可储存的燃料可用于在不刮风时发电。


一个工作燃料电解电池由许多单独的电池组成,这些电池堆叠在一起并通过钢金属互连件连接,其中包括元素铬以防止金属氧化。但是事实证明,在这些电池运行的高温下,其中一些铬会蒸发并迁移到阴极和电解质之间的界面,从而毒化氧结合反应,在某个点之后,电池的效率已经下降到不值得再运行的点。


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因此,如果您可以通过减慢这一过程,或者在理想情况下逆转它来延长燃料电解电池的使用寿命,那么您就可以在使其实用化方面大有帮助。


该团队表明,您可以通过控制阴极表面的酸度来做到这两点。他们还解释了正在发生的事情。


为了取得他们的成果,该团队在燃料电解电池阴极上涂上了氧化锂,这是一种将表面的相对酸度从酸性变为碱性的化合物。在添加少量锂后,能够恢复中毒电池的初始性能,当工程师添加更多锂时,性能提升远远超过初始值。


我们看到关键的氧还原反应速率提高了三到四个数量级,并将这种变化归因于电极表面填充了驱动氧结合反应所需的电子。


工程师们继续通过在 MIT.nano 使用最先进的透射电子显微镜和电子能量损失光谱仪,观察纳米级或十亿分之一米的材料来解释正在发生的事情。


他们发现氧化锂有效地溶解了铬,形成一种不再降低阴极性能的玻璃状材料。


燃料电池等许多技术都是基于氧化物固体快速将氧气吸入和排出其晶体结构的能力。


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