2009年6月15日
制造燃料电池的高成本使得大规模生产发电几乎不可能,但研究人员亚利桑那州立大学正在努力改变,所以汽车、电力和更可以运行在“绿色”技术。
工程技术教授Arunachalanadar Madakannan (Kannan)一直在研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)超过8年。Kannan燃料电池和他的研究生是专注于基于碳纳米管的催化剂和采用电极。
燃料电池,干净和安静地生成电力通过氢燃料在一个电极通过空气在第二个电极时,已经存在了100多年。但是他们的技术的开发一直受到成本以及安全问题。
Kannan说质子交换膜燃料电池燃料电池电极和电解质层组件。在质子交换膜燃料电池,氢动力的细胞是由阳极(积极)终端和oxygen-based阴极(负面)终端,支持与碳粒子铂作为催化剂(电极)来产生电能。而燃料电池产生电能,生成唯一的浪费水,所以它被认为是一个非常干净的能量转换系统。
科学家们一直在珩磨燃料电池技术自成立以来,但是,即使在一个多世纪以来,生产燃料电池的成本居高不下,因为含铂催化剂。
“白金是最有效的electrocatalyst和燃料电池的电的良导体,但成本太高昂了,我们尚未能够使用燃料电池广泛,“Kannan说,副教授在技术和创新是亚利桑那州立大学理工学院的校园。
Kannan正在努力创造低成本的新型通过直接生长碳纳米管对碳纸基板,或称为气体扩散层,而非球形碳颗粒,然后沉积铂纳米颗粒在纳米管的表面。这种创新的方法允许使用更少的铂金,而不影响能源效率。
“这个修改过程节省了大约10 - 15%的成本相比,今天的存在,在不牺牲任何功率输出,“Kannan说。
研究期间,Kannan正在评估几种不同材料的性能,测量输出功率和效率。
基于碳纳米管的电极”更为有效,因为它有一个更大的表面积,“Kannan说,“它允许减少铂是必要的。此外,较低的相对湿度下的电极也表现得非常好,这最终会降低燃料电池系统的复杂性。”
Kannan合著的三篇论文的主题,都是最近发表在《权力的来源以及氢能源的国际期刊。
此外,ASU和芬兰赫尔辛基理工大学以及超薄技术已经进入一个项目关于质子交换膜燃料电池的先进材料解决方案。目前乍得ASU研究生梅森在芬兰测试和改善气体扩散层材料的性能,同时降低成本和提高生产力。
“下一步是让气体扩散层不断的发展,而不是一个批处理,这样它就可以被商业上可行,“Kannan说。“乍得的海外工作将使我们朝这个方向。我们相信PEM燃料电池将成为商业上可行的在十年左右的时间,帮助我们走向一个氢经济。”