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【大紀元新聞】找到新材料 氫燃料電池研發獲重大突破

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【大紀元2020年12月23日訊】(大紀元記者高文森編譯報導)12月初發表在《自然·材料》(Nature Materials)期刊上的一份研究稱,在氫燃料電池的設計上獲得突破,找到新型聚合物材料,既能達到散熱要求,又能維持燃料電池運作所需的高溫。
氫燃料電池是近年熱門的潔淨能源發展領域之一。燃料電池是通過化學反應將電池內的化學能轉化為電能的供電單元。最常見的燃料是氫,有的也採用天然氣、醇和甲烷等。氫燃料通過電化學反應後,唯一的產物是水,完全無污染。
項目負責人美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)的金于勝(Yu Seung Kim,譯音)說:「使用高效燃料電池的商用汽車已經在研發過程中,現在需要更多的技術創新,支持新一代可用於重型機車的燃料電池。當前燃料電池遇到的一個難點是,放熱電化學反應的散熱問題。」
現有的燃料電池,在高電壓運作時散熱水平可以達到要求。可是為了讓燃料電池有效工作,電池單元組的溫度又至少要提升到引擎冷卻劑的水平,比如100攝氏度。
這項研究由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室、德國斯圖加特大學(Universität Stuttgart)、美國新墨西哥大學(UNM)、桑迪亞國家實驗室(SNL)合作完成。研究稱:「發明了一種基於聚苯乙烯膦酸燃料電池使用的質子導體,可以在沒有水、200攝氏度的條件下,仍然保持很高的質子導電率。」

使用氫燃料的嘗試

歐洲公司空客(Airbus)說,希望在2035年推出世界上第一個氫能源商務航班服務。
一些汽車製造商已經在研發使用氫燃料電池的新車型。
交通政策立法機構注意到了這個新趨勢,德國和意大利在指定計劃規範氫能源火車的運行。
排污嚴重的行業,比如鋼鐵製造業,在考慮使用氫能源作為替代燃料。德國重工業公司蒂森克虜伯股份公司(ThyssenKrupp)在設計使用氫能源的煉鋼爐。

氫能源技術現狀

既然氫元素資源豐富,又高效無污染,那困難在哪裡呢?
得到氫氣的一個辦法是把水電離,分解成氫氣和氧氣。可是這個過程需要消耗大量的能量,這需要靠燃燒煤炭或天然氣獲得。這就失去了使用氫能源的意義。
現在生產氫能源主要有三種方案。第一種使用潔淨可再生能源電解生成氫氣,雖然是完全無污染的方式,可是可再生能源成本太高。第二個方案從天然氣中獲得所謂「藍色氫」,但是這個過程釋放大量二氧化碳,又抵消了使用氫能源為了環保的初衷。第三個方案是使用核電作為能源電解水產生氫氣。目前主要是中國在推動這種方法,國際社會都不願意採用這個方案。

以上資料來源 https://www.epochtimes.com/b5/20/12/23/n12639105.htm

 

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