無需高溫 燃料電池也能輕松發(fā)電

無需高溫，燃料電池也能輕松發(fā)電。美國猶他大學(xué)的工程師最近研制出首枚可在室溫下工作的燃料電池，不用點(diǎn)燃燃料，它用酶就能使得噴氣發(fā)動機(jī)燃料產(chǎn)生電能。這種新型燃料電池可以給手持電子設(shè)備、離網(wǎng)型發(fā)電機(jī)和傳感器供電。該研究于近日發(fā)表于美國化學(xué)學(xué)會期刊《ACS催化》網(wǎng)絡(luò)版上。

燃料電池，主要通過氧或者其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能;只要能持續(xù)添加燃料，那么燃料電池就可以持續(xù)提供清潔而廉價(jià)的電能。蓄電池已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電動車和發(fā)電裝置;如今，燃料電池同樣也用于一些建筑物的供電，另外，它還能為氫動力車這樣的燃料電池車提供動力。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，該研究的一大亮點(diǎn)，是在無需移除硫雜質(zhì)或者營造高溫工作環(huán)境的情況下，就能將噴氣燃料JP-8直接用于燃料電池。論文的資深作者、來自猶他大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的教授雪莉·敏蒂爾表示：“我們的研究證明，只要找對了催化劑，JP-8或者其他燃油能夠作為低溫燃料電池的燃料。”

JP-8是美國軍方使用的航空煤油燃料，耐得住高溫和嚴(yán)寒，能在極端天氣下正常工作。用傳統(tǒng)技術(shù)將噴氣燃料轉(zhuǎn)化為電能非常困難。燃料中含有硫，而硫恰恰會損害傳統(tǒng)燃料電池中用來氧化燃料的金屬催化劑。而且，這種轉(zhuǎn)化的效率也不高，即使在最佳條件下，也只有大概30%的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化為電能。

為了突破這些限制，研究人員將JP-8用在一種酶燃料電池中，該電池以JP-8為燃料，以酶這種具有生物催化功能的高分子物質(zhì)為催化劑。這類燃料電池不僅耐硫，還能在室溫下工作。具體說來，它所使用的酶由烷烴單加氧酶和醇氧化酶組成，化學(xué)性質(zhì)和JP-8類似的己烷和辛烷也被作為測試燃料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在酶燃料電池中加入硫，也不會減少其發(fā)電量。

實(shí)際上，固體氧化物燃料電池已經(jīng)使用過JP-8，但其工作溫度需在950華氏攝氏度以上。這項(xiàng)研究，則是第一次在室溫條件下實(shí)現(xiàn)對其的利用。敏蒂爾教授表示，如今，她的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證實(shí)酶催化劑奏效，下一步將把重點(diǎn)放在如何設(shè)計(jì)這種燃料電池以及如何提升它的電能轉(zhuǎn)換效率上。

注：燃料電池，主要通過氧或者其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能;只要能持續(xù)添加燃料，那么燃料電池就可以持續(xù)提供清潔而廉價(jià)的電能。