中國學(xué)者提出氫燃料電池“質(zhì)子通道”新概念

天津大學(xué)化工學(xué)院博士生何光偉近日在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》和《先進(jìn)功能材料》上連續(xù)發(fā)表了以“氫燃料電池用離子交換膜的傳遞過程強(qiáng)化”為主題的兩篇論文，在世界范圍內(nèi)首次提出一種構(gòu)建氫燃料電池“質(zhì)子通道”的新概念，可將其“能量傳遞速率”提升2倍，有望大幅提升電池性能并降低其成本，從而促進(jìn)這一“零污染”綠色能源的推廣。

氫燃料電池是使用氫作為燃料，通過電化學(xué)反應(yīng)來“發(fā)電”，從而提供能量的電池。其“發(fā)電”過程只會產(chǎn)生水，屬于對環(huán)境“零污染”的綠色能源，同時也避免了傳統(tǒng)電池充電耗時的問題，是目前最具發(fā)展前景的新能源方式，如能普及并應(yīng)用在車輛及其他高污染發(fā)電工具上，將能顯著減輕空氣污染及溫室效應(yīng)。

氫燃料電池要通過質(zhì)子交換膜實現(xiàn)“質(zhì)子傳遞”從而“發(fā)電”，質(zhì)子傳遞效率也就決定了電池的能量傳遞效率。但目前在世界范圍內(nèi)，氫燃料電池面臨著質(zhì)子傳遞效率還不能滿足實際應(yīng)用要求，質(zhì)子膜成本高昂兩大技術(shù)難題，難以迅速推廣。

何光偉提出的新概念，是通過物理微環(huán)境和化學(xué)微環(huán)境協(xié)同調(diào)控，并采用納米材料自組裝的方式，在氫燃料電池內(nèi)構(gòu)筑起一條高效的質(zhì)子通道，相比目前普遍使用的通過高分子微相分離構(gòu)建的離子通道，它是一條更加規(guī)整、連續(xù)的“高速公路”，實驗驗證其質(zhì)子傳遞效率提升了2倍。如果這一概念能夠應(yīng)用到氫燃料電池的實際生產(chǎn)應(yīng)用中，可大幅增強(qiáng)電池的性能，降低成本，特別是有望顯著提升氫燃料電池汽車的續(xù)航能力。(記者張建新)