找到新材料氢燃料电池研发获重大突破

氢燃料示意图。（ShutterStock）

【大纪元2020年12月23日讯】（大纪元记者高文森编译报导）12月初发表在《自然·材料》（Nature Materials）期刊上的一份研究称，在氢燃料电池的设计上获得突破，找到新型聚合物材料，既能达到散热要求，又能维持燃料电池运作所需的高温。

氢燃料电池是近年热门的洁净能源发展领域之一。燃料电池是通过化学反应将电池内的化学能转化为电能的供电单元。最常见的燃料是氢，有的也采用天然气、醇和甲烷等。氢燃料通过电化学反应后，唯一的产物是水，完全无污染。

项目负责人美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）的金于胜（Yu Seung Kim，译音）说：“使用高效燃料电池的商用汽车已经在研发过程中，现在需要更多的技术创新，支持新一代可用于重型机车的燃料电池。当前燃料电池遇到的一个难点是，放热电化学反应的散热问题。”

现有的燃料电池，在高电压运作时散热水平可以达到要求。可是为了让燃料电池有效工作，电池单元组的温度又至少要提升到引擎冷却剂的水平，比如100摄氏度。

这项研究由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、德国斯图加特大学（Universit?t Stuttgart）、美国新墨西哥大学（UNM）、桑迪亚国家实验室（SNL）合作完成。研究称：“发明了一种基于聚苯乙烯膦酸燃料电池使用的质子导体，可以在没有水、200摄氏度的条件下，仍然保持很高的质子导电率。”

使用氢燃料的尝试

欧洲公司空客（Airbus）说，希望在2035年推出世界上第一个氢能源商务航班服务。

一些汽车制造商已经在研发使用氢燃料电池的新车型。

交通政策立法机构注意到了这个新趋势，德国和意大利在指定计划规范氢能源火车的运行。

排污严重的行业，比如钢铁制造业，在考虑使用氢能源作为替代燃料。德国重工业公司蒂森克虏伯股份公司（ThyssenKrupp）在设计使用氢能源的炼钢炉。

氢能源技术现状

既然氢元素资源丰富，又高效无污染，那困难在哪里呢？

得到氢气的一个办法是把水电离，分解成氢气和氧气。可是这个过程需要消耗大量的能量，这需要靠燃烧煤炭或天然气获得。这就失去了使用氢能源的意义。

现在生产氢能源主要有三种方案。第一种使用洁净可再生能源电解生成氢气，虽然是完全无污染的方式，可是可再生能源成本太高。第二个方案从天然气中获得所谓“蓝色氢”，但是这个过程释放大量二氧化碳，又抵消了使用氢能源为了环保的初衷。第三个方案是使用核电作为能源电解水产生氢气。目前主要是中国在推动这种方法，国际社会都不愿意采用这个方案。◇#