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用高质子电导率电解质降低陶瓷燃料电池的工作温度

中国几个机构的研究人员已经开发出一种通过使用高质子电导率电解质来降低陶瓷燃料电池工作温度的方法。在发表在《科学》杂志上的论文中,该小组描述了他们的电解质,以及在氢燃料电池中测试的效果。孟Ni和邵宗平分别与香港理工大学和南京理工大学在同一期杂志上发表了一篇观点文章,概述了低温运行陶瓷燃料电池的必要性,并进一步解释了该团队在中国所做的工作。

燃料电池是一种通过化学反应产生电能的装置。质子陶瓷燃料电池是基于陶瓷电解质材料,在高温下表现出高质子导电性,典型的温度为800到1000℃。倪和邵指出,降低陶瓷燃料电池的工作温度是工程师们提高其耐久性和效率的一个目标,同时也降低了生产成本。他们还指出,目前有两种方法可以做到这一点:使电解液变薄以降低电阻,或者开发一种全新的电解液。先前降低电解质厚度的努力由于大量生产的困难和相关的高生产成本而受阻。在这项新努力中,研究人员选择了第二种方案,开发了一种由NaxCoO2-CeO2复合物组成的新型电解质。测试结果表明,电解液在加热到370℃至520℃之间时,电导率为0.1 ~ 0.3 S cm-1。为了更全面地测试电解质,研究人员用它构建了一个氢燃料电池,发现它每厘米能提供1瓦特能量。他们还指出,通过反向运行,该设备可以作为生产氢气的电解槽。

倪和邵建议所做的功的团队在中国很重要,因为它表明,不同类型的电解质可以用来降低陶瓷燃料电池的工作温度,但他们也承认,需要更多的工作来确定新方法可以商业化。

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