據(jù)外媒報道，韓國一個研究小組研發(fā)了一種高性能陶瓷燃料電池，可利用丁烷燃料為其提供動力。由于丁烷可以液化，因而易于存儲和運輸，該項新技術也得以將陶瓷燃料電池的應用范圍擴大至電動汽車、機器人和無人機等便攜式和移動應用。此前，由于陶瓷燃料電池工作溫度很高，被認為只可用于大容量發(fā)電系統(tǒng)。

（圖片來源：KIST）

韓國科學技術研究院（KIST）宣布，其能源材料研究中心的Son Ji-Won博士研究團隊研發(fā)出一種高性能、基于薄膜的陶瓷燃料電池，能夠使用丁烷燃料，在600攝氏度的中低溫下工作。

陶瓷燃料電池是一種工作溫度超過800攝氏度的高溫燃料電池。聚合物電解質燃料電池等低溫燃料電池需要使用昂貴的鉑催化劑，以彌補催化活性較低的特性，與之相比，陶瓷燃料電池的高溫特性使其得以使用鎳等廉價催化劑。高溫燃料電池的另一大優(yōu)點是，除了純氫，還可以使用效率高、排放低的LPG（液化石油氣）和LNG（液化天然氣）等多種燃料。不過，諷刺的是，盡管高溫燃料電池可以使用廉價的催化劑，但是仍需要昂貴的耐火材料和生產(chǎn)技術。另一個限制因素是，由于具備高溫工作的特點，此類電池系統(tǒng)的開關過程耗時較長，限制其只能應用于大型固定發(fā)電系統(tǒng)。

全球很多研究小組都在研發(fā)基于薄膜的陶瓷燃料電池，此類電池可以在低溫下工作，且不會損失性能。不幸的是，低溫運行會導致燃料電池失去一個重要優(yōu)勢，即可以使用各種燃料的能力。當陶瓷燃料電池的鎳催化劑與甲烷、丙烷和丁烷等烴類燃料混合使用時，燃料轉化過程中產(chǎn)生的碳會沉積在鎳的表面，隨著溫度降低，此種情況會惡化，最終導致電池失效。

Son Ji-Won博士研究團隊利用薄膜技術，結合更易轉化燃料的高性能次級催化劑，解決了上述問題。利用交替在次級催化劑和主催化劑上形成的沉積層，該團隊能夠高效地將次級催化劑放置在燃料電池電極最接近電解質的地方，從而可以控制只結合少量次級催化劑，并有效確定次級催化劑的位置。

通過此種方法，KIST研究團隊成功將鈀（Pd）、釕（Ru）和銅（Cu）等在低溫下具有高催化活性的次級催化劑應用于納米結構的燃料電池電極上。研究人員還證實，基于薄膜的最新陶瓷燃料電池可以使用非常便宜的丁烷燃料，在中低溫（500至600攝氏度）條件下工作，且性能很高。

責任編輯：gt