Niezbyt mokry, niezbyt wyschnięty plazmowy ogniwo paliwowe robi to dobrze

NIEZBYT SUCHY LIPIEC - #zrywka_drewna ZETORem (Lipiec 2019).

Anonim

Ogniwa paliwowe są obietnicą czystego, odnawialnego źródła energii. Ale utrzymywanie ich w stanie suchym było od dawna wyzwaniem, ponieważ wytwarzają one wodę podczas procesu przekształcania wodoru i tlenu w elektryczność.

Naukowcy z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej twierdzą, że znaleźli rozwiązanie: wstępną obróbkę elektrody - kluczowy element ogniw paliwowych - za pomocą zjonizowanego gazu tlenowego lub osocza.

"Ogniwa paliwowe potrzebują niewielkiej ilości wilgoci do pracy, ale zbyt duża ilość wody blokuje przepływ gazów przez komórkę" - powiedział pierwszy autor badania, Benjamin Zahiri, naukowiec zajmujący się materiałami. "Obróbka plazmowa modyfikuje powierzchnię elektrody tak, że nadmiar wody może opadać do dolnych warstw i odpływać, bez wysychania komórki."

Badacze odsłonili powierzchnię elektrody ogniwa paliwowego, która zawiera porowate warstwy węgla, w zjonizowany gaz tlenowy przez jedną minutę. W trakcie zabiegu nałożono na powierzchnię różne ilości cząsteczek przenoszących tlen, które przyciągają wodę.

"Górne warstwy otrzymywały najwięcej cząsteczek, a kolejne warstwy otrzymywały progresywnie mniej cząsteczek" - powiedział Zahiri. "Tworząc tę ​​stopniowo zwężającą się" zwilżalność ", woda jest pobierana z górnych warstw przez dolne warstwy, skąd wychodzi z komórki.

"Struktura samej warstwy węgla pozostaje niezmieniona."

Badanie dotyczyło ogniw paliwowych z membraną proton-wymienną (PEM), rodzaju ogniw paliwowych powszechnie stosowanych w samochodach i ciężarówkach.

"Nasze wyniki pokazują, że obróbka plazmowa jest skuteczna w ułatwieniu transportu wody w ogniwie paliwowym PEM", powiedział Zahiri. "Inne strategie transportu wody, takie jak powłoki hydrofobowe lub hydrofobowe, są zbyt kosztowne lub zbyt skomplikowane, aby były opłacalne."

Według naukowców obróbka plazmowa może być również łatwo zintegrowana z produkcją komponentów ogniw paliwowych.

"Jest szybki, tani i jest już szeroko stosowany w produkcji", powiedział starszy autor badania, Walter Mérida, profesor inżynierii mechanicznej, który kieruje Centrum Badawczym Czystej Energii w UBC. "Nie generuje żadnych odpadów chemicznych, więc jest przyjazny dla środowiska."

Zespół bada obecnie inne zastosowania obróbki plazmowej. Według Méridy, obróbka plazmowa może działać na innych porowatych materiałach wykorzystywanych w magazynowaniu energii. Można je również zintegrować z przemysłami opartymi na sodzie kaustycznej, o wartości rynkowej 80 miliardów USD.

Badania zostały ostatnio opisane w Applied Surface Science.

menu
menu