2026-04-11 20:32:04
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利用氧化鋇納米粒子,佐治亞理工學院的研究人員開發出一種自清潔技術,可以使固體氧化物燃料電池在750℃的溫度下直接使用煤氣作為燃料。這種技術可以為傳統電廠提供一種更清潔有效的替代方式。相關研究成果發表於NatureCommunications上。
傳統燃煤電廠隻能利用燃料本身能量的1/3,燃料電池可以利用約50%。如果燃氣輪機和燃料電池能夠組成混合係統,研究人員相信可以將能量利用率提高到80%,jianshaotigongtongdengnengliangsuoxuderanmeiliangcongerjianshaoeryanghuatanpaifang。danqijinweizhi,hantanranliao,lirumeiqihuobingwanhuitongguojiaohuaguochengchanshengdetanchenjiwuzusaidianji,henkuaishiranliaodianchideyangjishihuo,tebieshizaidiwenqingkuangxia。
為了解決這個問題,佐治亞理工學院領導的研究團隊使用氣相沉積工藝將氧化鋇納米粒子附於燃料電池陽極。這些粒子直徑在10~100納米之間,在鎳表麵形成“島”的同時不會阻斷電子通過電極表麵。當煤氣中的水蒸氣與氧化鋇接觸時,它會被吸收並分解成H+和OH-離子。OH-離子向鎳表麵移動,並在那裏與沉積的碳原子結合成為中間物,隨後分解成CO和H2,這兩種氣體為燃料電池提供能量後形成CO2和水。有一半的CO2再回流將煤氣化成煤氣。利用這種方法可以保持鎳電極表麵的清潔。
研究人員還評估了利用新的電極係統用丙烷作為燃料電池的燃料。與煤氣係統一樣,丙烷係統成功運行了一段時間。
目(mu)前(qian)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)已(yi)經(jing)對(dui)新(xin)工(gong)藝(yi)進(jin)行(xing)了(le)上(shang)百(bai)小(xiao)時(shi)的(de)測(ce)試(shi),還(hai)沒(mei)有(you)發(fa)現(xian)碳(tan)沉(chen)積(ji)的(de)現(xian)象(xiang)。氧(yang)化(hua)鋇(bei)結(jie)構(gou)的(de)形(xing)成(cheng)可(ke)作(zuo)為(wei)傳(chuan)統(tong)電(dian)極(ji)裝(zhuang)配(pei)工(gong)藝(yi)的(de)一(yi)部(bu)分(fen),並(bing)不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)步(bu)驟(zhou)。當(dang)前(qian)研(yan)究(jiu)的(de)一(yi)大(da)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)的(de)耐(nai)久(jiu)度(du)以(yi)適(shi)應(ying)設(she)計(ji)年(nian)限(xian)為(wei)5年的燃料電池係統。