Uutta tekniikkaa polttokennojen tehostamiseen12.02.2022 Polttokennojen kehitys on johtanut kiinteiden polymeerielektrolyyttien kehittämiseen nestemäisten elektrolyyttien korvaamiseksi käyttömukavuuden, turvallisuuden ja paremman suorituskyvyn vuoksi, mikä synnyttää kaksi päätyyppiä polymeerielektrolyyttipolttokennoja: protoninvaihtokalvopolttokennot (PEMFC) ja hydroksidinvaihtokalvo polttokennot (HEMFC:t). Delawaren yliopiston tutkijat ovat löytäneen uuden tien, joka voisi tuoda ympäristöystävällisempiä HEMFC-polttokennoja lähemmäs kaupallistamista. He ovat osoittaneet tavan sitoa tehokkaasti 99 % ilman hiilidioksidista käyttämällä uutta vedyllä toimivaa sähkökemiallista järjestelmää. Se on merkittävä edistysaskel hiilidioksidin talteenotossa ja voisi tuoda ympäristöystävällisempiä polttokennoja lähemmäs markkinoita. Professori Yushan Yan on työskennellyt jo jonkin aikaa parantaakseen hydroksidi vaihtokalvo polttokennoja, jotka ovat taloudellinen ja ympäristöystävällinen vaihtoehto perinteisille happopohjaisille polttokennoille. Mutta HEM-polttokennojen heikkoutena ovat niiden suuri herkkyys ilman hiilidioksidille. Tämä vika vähentää nopeasti polttokennon suorituskykyä ja hyötysuhdetta jopa 20 %. Muutama vuosi sitten tutkijat ymmärsivät, että tämä haitta saattaakin olla ratkaisu - hiilidioksidin poistamiseen. "Kun perehdyimme mekanismiin, ymmärsimme, että polttokennot vangitsivat lähes jokaisen sisään tulevan hiilidioksidin, ja ne olivat todella hyviä erottamaan sen toiselle puolelle", sanoo Brian Setzler, tutkimuksen toinen kirjoittaja. Vaikka tämä ei ole hyvä polttokennolle, tiimi tiesi, että jos he voisivat hyödyntää tätä sisäänrakennettua "itsepuhdistusprosessia" erillisessä laitteessa ennen polttokennopinoa, eli he voisivat muuttaa sen hiilidioksidin erottimeksi. ”Kävi ilmi, että lähestymistapamme on erittäin tehokas. Pystymme sieppaamaan 99 % ilman hiilidioksidista ilmasta yhdellä kertaa, jos meillä on oikea rakenne ja oikea kokoonpano", Yan sanoi. He löysivät tavan upottaa teholähde sähkökemialliselle tekniikalle erotuskalvon sisään. Lähestymistapa sisälsi laitteen sisäisen oikosulun. ”Se on riskialtista, mutta onnistuimme hallitsemaan tätä oikosuljettua polttokennoa vedyllä. Ja käyttämällä sisäistä sähköisesti oikosuljettua kalvoa pääsimme eroon isoista komponenteista, kuten bipolaarisista levyistä, virrankeräilijöistä tai kaikista sähköjohdoista, joita tavallisesti löytyy polttokennopinosta", selvittää tohtorikoulutettava Lin Shi. Tutkimusryhmän tulokset osoittivat, että heidän sähkökemiallinen kenno, jonka mitat ovat 2 x Setzer sanoo, että autokäyttöön soveltuva laite olisi suunnilleen maitotölkin kokoinen, mutta laitetta voitaisiin käyttää hiilidioksidin poistamiseen myös muualta. Shin mukaan, koska sähkökemiallinen järjestelmä toimii vedyllä ja vetytalouden kehittyessä tätä sähkökemiallista laitetta voitaisiin käyttää myös lentokoneissa ja rakennuksissa, joissa ilman kierrätystä halutaan toteuttaa energiansäästötoimenpiteenä. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.