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美研制出首枚在室温下发电的燃料电池

导读: 美国犹他大学的工程师最近研制出首枚可在室温下工作的燃料电池,不用点燃燃料,它用酶就能使得喷气发动机燃料产生电能。这种新型燃料电池可以给手持电子设备、离网型发电机和传感器供电。该研究于近日发表于美国化学学会期刊《ACS催化》网络版上。

  无需高温,燃料电池也能轻松发电。美国犹他大学的工程师最近研制出首枚可在室温下工作的燃料电池,不用点燃燃料,它用酶就能使得喷气发动机燃料产生电能。这种新型燃料电池可以给手持电子设备、离网型发电机和传感器供电。该研究于近日发表于美国化学学会期刊《ACS催化》网络版上。

  燃料电池,主要通过氧或者其他氧化剂进行氧化还原反应,将燃料中的化学能转化成电能;只要能持续添加燃料,那么燃料电池就可以持续提供清洁而廉价的电能。蓄电池已经被广泛应用于电动车和发电装置;如今,燃料电池同样也用于一些建筑物的供电,另外,它还能为氢动力车这样的燃料电池车提供动力。

  据物理学家组织网近日报道,该研究的一大亮点,是在无需移除硫杂质或者营造高温工作环境的情况下,就能将喷气燃料JP-8直接用于燃料电池。论文的资深作者、来自犹他大学材料科学与工程学院的教授雪莉·敏蒂尔表示:“我们的研究证明,只要找对了催化剂,JP-8或者其他燃油能够作为低温燃料电池的燃料。”

  JP-8是美国军方使用的航空煤油燃料,耐得住高温和严寒,能在极端天气下正常工作。用传统技术将喷气燃料转化为电能非常困难。燃料中含有硫,而硫恰恰会损害传统燃料电池中用来氧化燃料的金属催化剂。而且,这种转化的效率也不高,即使在最佳条件下,也只有大概30%的化学能被转化为电能。

  为了突破这些限制,研究人员将JP-8用在一种酶燃料电池中,该电池以JP-8为燃料,以酶这种具有生物催化功能的高分子物质为催化剂。这类燃料电池不仅耐硫,还能在室温下工作。具体说来,它所使用的酶由烷烃单加氧酶和醇氧化酶组成,化学性质和JP-8类似的己烷和辛烷也被作为测试燃料进行了实验。研究人员发现,即使在酶燃料电池中加入硫,也不会减少其发电量。

  实际上,固体氧化物燃料电池已经使用过JP-8,但其工作温度需在950华氏摄氏度以上。这项研究,则是第一次在室温条件下实现对其的利用。敏蒂尔教授表示,如今,她的团队已经证实酶催化剂奏效,下一步将把重点放在如何设计这种燃料电池以及如何提升它的电能转换效率上。

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