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。