鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1276次 | 2019年05月22日
英國(guó)科學(xué)家在燃料電池材料技術(shù)方面取得革命性突破
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的材料,這種材料能夠保持釋放氫動(dòng)力汽車潛能的鑰匙。
近年來(lái)新能源產(chǎn)業(yè)的興起,世界已經(jīng)逐漸遠(yuǎn)離化石燃料驅(qū)動(dòng)的汽車和卡車,越來(lái)越多的綠色替代技術(shù)正在探索中,比如電動(dòng)電池驅(qū)動(dòng)的汽車。
英國(guó)燃料電池材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)革命性突破?氫能動(dòng)力應(yīng)用希望倍增
其中一個(gè)具有巨大潛力的"綠色"技術(shù)是氫動(dòng)力。然而,這種氫能源動(dòng)力的應(yīng)用必須跨越一個(gè)主要的障礙是燃料系統(tǒng)的規(guī)模、復(fù)雜性和成本——直到現(xiàn)在。
英國(guó)蘭開斯特大學(xué)的大衛(wèi)·安東內(nèi)利教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組發(fā)現(xiàn)了一種由氫化錳制成的新材料,它提供了一種獨(dú)特的解決方案。這種新材料將被用來(lái)在燃料箱中制造分子篩——儲(chǔ)存氫并與氫動(dòng)力系統(tǒng)中燃料電池一起工作。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這種被稱為KMH-1(Kubas氫化錳-1)的材料將使燃料堆的設(shè)計(jì)變得比現(xiàn)有的氫燃料技術(shù)更小、更便宜、更方便和更高的能量密度,并且大大超出了電池動(dòng)力汽車的性能。
英國(guó)燃料電池材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)革命性突破?氫能動(dòng)力應(yīng)用希望倍增
蘭開斯特大學(xué)物理化學(xué)教授安東內(nèi)利(Antonelli)說(shuō):"我們的材料制造成本很低,而且它能儲(chǔ)存的能量密度比鋰離子電池高很多,因此我們可以看到氫燃料電池系統(tǒng)的成本比鋰離子電池低5倍。"這種電池技術(shù)將鋰離子電池提供更大的續(xù)航里程,可能使兩次充電之間的行程延長(zhǎng)四到五倍。"
這種材料利用了一種叫做kubas結(jié)合的化學(xué)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程通過(guò)使氫原子遠(yuǎn)離氫分子并在室溫下工作來(lái)儲(chǔ)存氫。這就不需要分裂和結(jié)合原子之間的鍵,不需要高能量和極端溫度的過(guò)程,也不需要復(fù)雜的設(shè)備來(lái)傳送。
KMH-1材料還吸收和儲(chǔ)存多余的能量,因此不需要外部加熱和冷卻。這一點(diǎn)至關(guān)重要,因?yàn)檫@意味著冷卻和加熱設(shè)備不需要在車輛中使用,從而產(chǎn)生比現(xiàn)有設(shè)計(jì)效率更高的系統(tǒng)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
這種篩子的工作原理是在大約120個(gè)大氣壓下吸收氫氣,這個(gè)大氣壓比一個(gè)典型的水肺罐要小。當(dāng)壓力釋放時(shí),它會(huì)將氫從油箱釋放到燃料電池中。
英國(guó)燃料電池材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)革命性突破?氫能動(dòng)力應(yīng)用希望倍增
研究人員的實(shí)驗(yàn)表明,這種材料能夠以與現(xiàn)有氫燃料技術(shù)相同的體積儲(chǔ)存4倍的氫。這對(duì)于車輛制造商來(lái)說(shuō)是非常好的,因?yàn)樗鼮樘峁┝烁嗟撵`活性,使他們能夠設(shè)計(jì)出里程增加四倍的燃料電池電動(dòng)汽車車輛,或者使他們能夠?qū)⒂拖涞某叽鐪p小四倍。
雖然包括汽車和重型貨車在內(nèi)的車輛是最明顯的應(yīng)用,但研究人員認(rèn)為,KMH-1還有許多其他的應(yīng)用。
安東內(nèi)利教授說(shuō):"這種材料也可以用于便攜式設(shè)備,如無(wú)人機(jī)或移動(dòng)充電器,這樣人們就可以在不充電的情況下進(jìn)行為期一周的野營(yíng)旅行。""這帶來(lái)的真正好處是,在這種情況下,您預(yù)計(jì)將長(zhǎng)期脫離電網(wǎng),例如長(zhǎng)途卡車旅行、無(wú)人駕駛飛機(jī)和機(jī)器人。它也可以用來(lái)用燃料電池來(lái)管理房屋或偏遠(yuǎn)地區(qū)。"
這項(xiàng)技術(shù)已被南威爾士大學(xué)授權(quán)給一家分拆公司,該分拆公司的一部分歸安東內(nèi)利教授所有,名為庫(kù)巴根。
英國(guó)燃料電池材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)革命性突破?氫能動(dòng)力應(yīng)用希望倍增
這項(xiàng)研究在論文《實(shí)用氫的氫化錳分子篩》的封面和學(xué)術(shù)期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》的印刷版中進(jìn)行了詳細(xì)介紹,由克萊斯勒(FCA)、魁北克水電研究所、南威爾士大學(xué)、工程和環(huán)境研究所資助。物理科學(xué)研究委員會(huì)(EPSRC)、威爾士政府和曼徹斯特大學(xué)。
美國(guó)燃料電池公司高級(jí)開發(fā)工程高級(jí)技術(shù)工程師TarekAbelBaset說(shuō):"儲(chǔ)氫是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。近15年來(lái),我們與安東內(nèi)利教授以及眾多學(xué)術(shù)界和政府資助機(jī)構(gòu)合作,我們?yōu)檫@一結(jié)果感到驕傲。KMH-1材料的開發(fā)顯示出真誠(chéng)的希望。"