燃料電池取代柴油發電機

初創公司西能源係統公司（SiEnergy Systems）克服了主要障礙，商業化運行固體氧化物燃料電池（solid-oxide fuel cells），樣品運行溫度要低數百度，這是對比今天市場上的那些電池而言。合作者有哈佛大學（Harvard）材料科學教授西裏蘭姆·拉馬納坦（Shriram Ramanathan），西能源係統公司總部設在波士頓，已經演示了一種固體氧化物燃料電池，這種電池可運行在攝氏500度，相對而言
，800到1000度才是現有設備需要的。這種電池使用薄膜電解質（thin-film electrolyte），機械支撐采用金屬網格（metal grid），這就使它可以大得多，超過以前製造的類似設備，是以厘米計的麵積，這一尺寸是需要的，實際應用的不是微米級。 固體氧化物燃料電池可以采用各種燃料
，包括柴油或天然氣，引入的氧氣來自空氣，會在陰極減少，然後
，通過一種固體氧化物電解膜（electrolye membrane），把ba氧yang離li子zi傳chuan遞di到dao陽yang極ji
，在zai那na裏li燃ran料liao被bei氧yang化hua，產chan生sheng的de電dian子zi被bei引yin出chu設she備bei。它ta們men的de高gao工gong作zuo溫wen度du取qu決jue於yu這zhe樣yang一yi個ge事shi實shi
，就jiu是shi離li子zi更geng迅xun速su地di穿chuan過guo電dian解jie質zhi
，是shi因yin為wei更geng高gao的de溫wen度du。 如(ru)果(guo)電(dian)解(jie)質(zhi)非(fei)常(chang)薄(bo)
，隻(zhi)有(you)幾(ji)百(bai)納(na)米(mi)厚(hou)，那(na)麼(me)
，一(yi)種(zhong)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)就(jiu)可(ke)運(yun)行(xing)在(zai)較(jiao)低(di)溫(wen)度(du)。這(zhe)種(zhong)電(dian)解(jie)質(zhi)可(ke)驅(qu)動(dong)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)示(shi)範(fan)裝(zhuang)置(zhi)，但(dan)在(zai)西(xi)能(neng)源(yuan)公(gong)司(si)和(he)拉(la)馬(ma)納(na)坦(tan)的(de)工(gong)作(zuo)之(zhi)前(qian)，沒(mei)有(you)人(ren)製(zhi)成(cheng)的(de)超(chao)薄(bo)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)膜(mo)足(zu)夠(gou)大(da)
，可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)實(shi)際(ji)裝(zhuang)置(zhi)，哈(ha)裏(li)·圖勒（Harry Tuller）說，他是麻省理工學院（MIT）材料科學和工程學教授。“挑戰在於，這種薄膜是這麼薄，很脆弱，容易撕裂
，在加工過程中或在加熱和冷卻循環中就是這樣，”圖勒說。當加熱和冷卻時，不同的材料都是用以製備它們的，這些材料擴張和收縮的速度不同，這就損害了精致的薄膜。“我們和其他人努力保護這種薄膜，采用一種或多種結構保護，”他說，“但沒有成功做到
，因為是在這麼大的麵積上。” 有一篇文章發表在雜誌《自然納米技術》上，研究者描述，製作的電解質膜更穩定
，在熱學上和機械上都是這樣。他們開始是采用100納米厚的電解膜
，這種電解膜的製備采用氧化鋯（zirconia）和釔（yttrium）。他(ta)們(men)沉(chen)積(ji)了(le)一(yi)種(zhong)支(zhi)持(chi)性(xing)金(jin)屬(shu)網(wang)格(ge)在(zai)它(ta)上(shang)麵(mian)
，以(yi)固(gu)定(ding)薄(bo)膜(mo)，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)被(bei)加(jia)熱(re)和(he)冷(leng)卻(que)
，因(yin)為(wei)網(wang)格(ge)是(shi)用(yong)導(dao)電(dian)材(cai)料(liao)製(zhi)成(cheng)

，因(yin)此(ci)
，可(ke)作(zuo)為(wei)陽(yang)極(ji)。他(ta)們(men)結(jie)合(he)采(cai)用(yong)了(le)高(gao)密(mi)度(du)、高(gao)性(xing)能(neng)的(de)陰(yin)極(ji)，這(zhe)種(zhong)陰(yin)極(ji)是(shi)拉(la)馬(ma)納(na)坦(tan)以(yi)前(qian)開(kai)發(fa)的(de)。在(zai)他(ta)們(men)發(fa)表(biao)的(de)文(wen)章(zhang)中(zhong)，西(xi)能(neng)源(yuan)公(gong)司(si)已(yi)經(jing)演(yan)示(shi)了(le)係(xi)列(lie)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)，每(mei)個(ge)約(yue)五(wu)平(ping)方(fang)毫(hao)米(mi)。拉(la)馬(ma)納(na)坦(tan)說(shuo)，這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)升(sheng)級(ji)到(dao)厘(li)米(mi)級(ji)麵(mian)積(ji)，這(zhe)是(shi)設(she)備(bei)需(xu)要(yao)的(de)。 西能源公司總經理維森特·夋恩（Vincent Chun）說shuo，這zhe隻zhi是shi第di一yi次ci示shi範fan
，公gong司si現xian正zheng在zai努nu力li集ji成cheng這zhe種zhong薄bo薄bo的de燃ran料liao電dian池chi，集ji成cheng到dao整zheng體ti係xi統tong

，並bing測ce試shi燃ran料liao。夋夋恩en希xi望wang
，公gong司si的de燃ran料liao電dian池chi可ke節jie省sheng材cai料liao成cheng本ben，因yin為wei他ta們men是shi如ru此ci薄bo。夋夋恩en表biao示shi

，公gong司si計ji劃hua提ti供gong替ti代dai品pin
，取qu代dai柴chai油you發fa電dian機ji、家庭取暖和發電係統。