钜大LARGE | 点击量:742次 | 2021年09月13日
新型氢燃料动力电池 燃料用尽仍可发电很久
哈佛大学的一组研究人员创造了一种新型氢燃料动力锂电池,即使燃料耗尽,仍可持续运行。这种固体氧化物燃料动力锂电池(SOFC:solid-oxidefuelcell)把氢转换成电能,也可以存储电化学能量,就像电池相同。这使燃料动力锂电池在耗尽氢之后,仍可短时间发电。在一份新闻稿中,哈佛大学工程和应用科学学院(SEAS:SchoolofEngineeringandAppliedSciences)材料科学副教授西里拉姆?拉马纳坦(ShriramRamanathan)说:这种薄膜固体氧化物燃料动力锂电池利用了最新进展,采用低温运行,纳入新的更灵活的材料。阳极氧化钒(VOx:Vanadiumoxide)的用途相当于多功能材料,使这种燃料动力锂电池既可发电,也可储存能量。
这个小组的研究结果发表在杂志《纳米快报》六月刊上,他们理论上认为,这种氢燃料动力锂电池可用于小尺寸的便携式能源工具,因为非常紧凑轻便的电源是必不可少的。例如,无人机确实会受益于此,重要作者昆廷?范?欧沃米尔(QuentinVanOvermeere)说,他是工程和应用科学学院博士后研究员。因为不可能在野外加油,因此,额外提升储存能量,可以显著延长设备的使用时间。
薄膜固体氧化物燃料动力锂电池传统上使用铂做电极,这两个极称为阳极和阴极,这就使电池在电化学反应停止之前,只能发电约15秒。哈佛大学研究小组使用双层铂和氧化钒做阳极,没有燃料的情况下,可以继续运行的时间高达14倍以上。
有三种反应可能发生在电池内,原因就是这种钒氧化物阳极,拉马纳坦说。首先是钒离子氧化,我们验证是采用X-射线光电子能谱(XPS:X-rayphotoelectronspectroscopy)。第二是氢存储在氧化钒晶格中,会逐步释放,并在阳极氧化。第三种现象,我们可能会看到,就是阳极和阴极的氧离子浓度不同,所以我们也可以使氧阴离子氧化,就像浓差电池(concentrationcell)中那样。
拉马纳坦和他的同事估计,这种类型中更先进的燃料动力锂电池,没有燃料可以发电更长一段时间,会在两年内进行应用测试。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%