新燃料電池在燃料耗盡後仍能發電

你能想象煤油燈在煤油燃盡之後仍能發亮
，電爐在斷電後仍保持熱度嗎
？

近jin日ri，哈ha佛fo大da學xue材cai料liao學xue家jia們men利li用yong固gu體ti氧yang化hua物wu燃ran料liao電dian池chi實shi現xian了le清qing潔jie能neng源yuan發fa電dian的de一yi項xiang壯zhuang舉ju。在zai把ba氫qing轉zhuan換huan成cheng電dian力li的de同tong時shi，新xin燃ran料liao電dian池chi也ye能neng像xiang蓄xu電dian池chi一yi樣yang儲chu存cun電dian化hua學xue能neng量liang，在zai燃ran料liao耗hao盡jin後hou仍reng可ke短duan時shi間jian內nei持chi續xu發fa電dian。

哈佛大學工程與應用科學學院副教授

、首席研究員Shriram Ramanathan解釋說：“這種薄膜型固體氧化物燃料電池采用了低溫操作的最新技術，使用了一種新型多用途材料 -- 氧化釩
，使燃料電池在生成能量的同時也儲存能量。”

這項研究在線發表在了《納米快報》雜誌上。目前，小巧輕便型電源在能源供應中至關重要。該發現對小型便攜式能源供應的意義十分重大。

AA電池和微型燃料電池對比

該研究的首席作
、博士後研究員Quentin Van Overmeere指出：“比如說無人飛行器就會從這種技術中受益。雖然無法在作戰中為飛機補給燃料，但是額外的能源儲存可以大大延長飛機的使用壽命。”

Ramanathan

、Van Overmeere以及合著者Kian Kerman（哈佛大學工程與應用科學學院研究生）使(shi)用(yong)最(zui)具(ju)代(dai)表(biao)性(xing)的(de)鉑(bo)作(zuo)為(wei)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)陰(yin)陽(yang)極(ji)。他(ta)們(men)發(fa)現(xian)，當(dang)鉑(bo)陽(yang)極(ji)的(de)燃(ran)料(liao)用(yong)盡(jin)時(shi)
，在(zai)電(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)逐(zhu)漸(jian)消(xiao)失(shi)之(zhi)前(qian)
，電(dian)池(chi)還(hai)能(neng)繼(ji)續(xu)發(fa)電(dian)


，並(bing)持(chi)續(xu)了(le)大(da)概(gai)15秒左右。

固體氧化物燃料電池橫切麵示意圖（簡化版）

而在新固體氧化物燃料電池實驗中，研究人員采用了雙分子層鉑和氧化釩作為電池的陽極，這使電池無燃料發電時間延長到之前的14倍 – 3分30秒，電流密度為0.2 mA/cm2。Ramanathanjieshishuo，zhegezaoqideshiyanjieguozhishiyicigainianyanzheng。tahetadetuanduiyuce，ruguoduizhezhonghunhewuyangjijinxinggaishan
，namehaihuijinyibuyanchangdianchidefadianshijian。

在(zai)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)
，新(xin)設(she)備(bei)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)力(li)與(yu)鉑(bo)陽(yang)極(ji)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)可(ke)相(xiang)提(ti)並(bing)論(lun)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，具(ju)有(you)特(te)殊(shu)納(na)米(mi)結(jie)構(gou)的(de)氧(yang)化(hua)釩(fan)引(yin)起(qi)了(le)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)

，即(ji)便(bian)在(zai)氫(qing)燃(ran)料(liao)燃(ran)盡(jin)後(hou)，這(zhe)些(xie)反(fan)應(ying)仍(reng)可(ke)持(chi)續(xu)。

Ramanathan說：“氧yang化hua釩fan陽yang極ji在zai電dian池chi內nei可ke能neng引yin起qi的de化hua學xue反fan應ying共gong有you三san個ge。第di一yi個ge是shi氧yang化hua釩fan離li子zi。這zhe點dian已yi通tong過guo了le光guang電dian子zi能neng譜pu的de驗yan證zheng。第di二er個ge是shi氧yang化hua釩fan晶jing格ge內nei的de氫qing儲chu存cun。氫qing在zai陽yang極ji逐zhu漸jian被bei釋shi放fang並bing氧yang化hua。第di三san個ge是shi氧yang離li子zi濃nong度du在zai陰yin陽yang兩liang極ji之zhi間jian的de差cha異yi。在zai濃nong差cha電dian池chi內nei，我wo們men同tong樣yang觀guan察cha到dao了le氧yang離li子zi正zheng被bei氧yang化hua。

以上三個反應滿足了電子形成電路的條件。雖然尚不得知這種新型燃料電池能繼續保持供電的真正原因。但Ramanathan的團隊已通過大量實驗證明，至少有三分之二的作用機製是同時發生的。

Ramanathan和他的同事預計
，這種新型燃料電池的升級版將實現更長時間的無燃料發電，且在微型無人機上的應用測試將在兩年內完成。