INRS(国家科学研究学院)的研究小组教授Mohamed Mohamedi设计了一种使用空气中的氧气的绿色无膜燃料电池。这一创新微流体应用的结果——在加拿大首次——发表在可再生和可持续能源评论上。

 

传统的燃料电池无处不在。它们为今天道路上的电动汽车提供动力，也是1969年阿波罗登月时使用的计算机的一部分。这些燃料电池在使用过程中会失去电压，最终停止工作。这是因为燃料电池阳极室中的醇分子(甲醇或乙醇)穿过隔膜将它们与阴极室分离。阴极室中的氧分子与酒精反应，造成电压下降。

 

许多科学家试图开发一种阻止酒精分子通过的膜，杏耀代理开号但都没有成功。9月8日发表的这项研究的主要作者之一穆罕默德•默哈迈迪教授采取了另一种策略:开发一种不带膜的燃料电池。

 

他的新方案成本更低，所需的生产步骤也更少，但它未能解决一个关键挑战。“当薄膜被移除时，甲醇或乙醇与氧气发生反应，就像在传统燃料电池中一样。为了防止电压下降，我们必须在阴极室中开发选择性电极。这些电极是由博士生胡安·卡洛斯·阿布瑞格·马丁内斯设计的，它在酒精分子存在的情况下不活跃，但对产生电力的氧气很敏感。他指出了这种无膜燃料电池的另一个独特特性:它利用周围空气中的氧气。

 

从模型到原型

 

研究人员建造工作原型的第一步是对阿隆索·莫雷诺·祖里亚(Alonso Moreno Zuria)进行数值模拟，他是INRS博士后研究员，也是这项研究的主要作者之一。通过计算机建模，该团队测试了燃料电池中不同配置的选择性电极。“传统的燃料电池就像三明治， 杏耀挂机软件 ，中间有一层薄膜。我们选择了一个单层的设计。我们必须确定如何安排和空间电极，以最大限度地利用燃料，同时保持环境空气中的氧气浓度，”Mohamedi教授说。

 

一旦研究人员确定了一个配置，他们就测试一个原型，这个原型成为了概念的证明。这种无膜燃料电池仅用234微升甲醇就可以为LED提供4个小时的电力。研究人员希望优化燃料电池，使其能够使用乙醇，一种可以从生物质能和农业废料中生产的更绿色的燃料。乙醇在单位体积上也能提供更多的能量。

 

研究小组希望这种燃料电池能为移动电话等便携式电子设备和空气污染传感器等微系统提供动力。与传统电池储存电能并必须充电不同，燃料电池只要有燃料可用，就能继续产生能量。“这种能源供应方法在无法充电时特别有效。想象一下在沙漠中央，没有电。你可以用一小盒乙醇给你的手机充电，然后把它连接到设备上。”Mohamedi教授说。

 

这项开创性的技术已经引起了业界的注意，杏耀拿代理尽管研究团队还处于原型阶段。