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技術交流 2019-03-04 13:22
中國電工網訊都聘借︰
    或許有一天搓棲呵,我們的手機或筆記本電腦的電池不再靠充電而是加“燃料”舒穢溯,待機時間可以數倍增加酒,性能也會更好介冷侗。這看起來似乎有點不可思議虱,而這種可以隨時隨地添加“燃料”的電池正是關系到國計民生的可再生能源領域的重點研究方向之一緬。天津大學機械學院內燃機燃燒學國家重點實驗室外籍教授邁克爾·蓋佛(MichaelD.Guiver)與尹燕副教授的一項研究成果有望將這一設想向前推進鷗堿。
 
    目前該研究團隊已成功制備出一種新穎的取向型復合質子交換膜趟伶,具有在膜的透過面方向定向排列的質子通道攤浚怪。將這種質子交換膜應用于燃料電池時玩膽,如同在電池內部構建起一條“高速公路”裁呂,實現了質子的短路徑高效傳輸喇,極大地提高了質子交換膜燃料電池的功率輸出公腔抬。
 
    人類正處于一個能源變革的時代吮。燃料電池被譽為繼火力弦渺救、水力磷偽且、核動力之後第四代電力開發技術岸斑繃,是一種快捷可靠的能量轉換裝置弛顴,可以直接將燃料的化學能轉化為電能膘忍垢。
 
    近年來井,有關質子交換膜燃料電池的研究成果被廣泛應用于日常生活菩、科技產品輛癱、國防建設等諸多方面慘,如手機和筆記本電腦等便攜式電子設備輕閥夸,電動汽車牽斥風,區域發電站盯挪啡,潛艇狹瞧、航天飛機的電源童。質子交換膜燃料電池已經向世界展現出極大的應用價值和開發前景侍親逆。
 
    質子在交換膜中傳導時誰壬,路徑越短越省時瞪劑瞧,省時意味著高效偶泵,高效則連接著成本和性能聯。如果能夠在質子交換膜內構建沿著膜透過面方向排列的無曲折沃眯氖、短路徑質子通道栓,質子傳輸的效率就會大幅度提高播。受此啟發盤秒潘,與通常制備質子交換膜時使用的溶液澆鑄制膜法不同赤溪,邁克爾·蓋佛與尹燕副教授團隊在制膜過程中加入磁場的輔助標,利用鐵氰配位聚合物和磷鎢酸形成的順磁性復合體檬,在質子交換膜的透過面方向構建了取向型短路徑高效質子傳輸通道京署賭。
 
    可喜的是材,通過鐵氰配位聚合物和磷鎢酸的復合熟李呢,該制膜方法同時解決了水溶性的磷鎢酸在聚合物基體中容易滲出的科學難題捻。
 
    此外法,通過鐵氰配位聚合物中鐵氰基團的氧化還原循環闢悉,該質子交換膜能夠在電池運行中不斷消耗系統內的自由基魔處,使得膜的應用耐久性得到提升齲。與現有的其他碳氫系質子交換膜和作為工業標準的Nafion212膜相比撬雞,這種取向型質子交換膜在質子電導率汝愧、燃料電池能量輸出和使用壽命方面具有更明顯的優勢和潛力省毀嗎。
 
    相關成果論文于2019年2月19日在《自然-通訊》在線發表柒。博士後劉鑫為第一作者奠曹踢,邁克爾·蓋佛教授與尹燕副教授為共同通訊作者檄,天津化學化工協同創新中心和天津工業大學省部共建分離膜與膜過程國家重點實驗室為合作單位抬綏。
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