中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:美國(guó)德拉華大學(xué)教授嚴(yán)玉山(Yushan Yan)發(fā)現(xiàn)了一種方法,可以減少膜膨脹,這常見(jiàn)于燃料電池膜,他是利用了范德華相互作用(van der Waals interaction)。
它看起來(lái)像一塊塑料糖果包裝紙,兩面燒焦,但可作為一種解決方法,用于商業(yè)上可行的燃料電池。
這種薄膜厚度大約相當(dāng)于人的頭發(fā)絲,實(shí)際上是一種薄聚合物膜,夾著兩種催化劑之間。這項(xiàng)工作的開(kāi)發(fā)者是嚴(yán)玉山,他是美國(guó)特拉華大學(xué)特聘教授,很有名,他開(kāi)發(fā)新型催化劑和膜,以降低成本,提高燃料電池的耐久性。
他說(shuō),這種膜的開(kāi)發(fā)會(huì)改變游戲規(guī)則,顯示出巨大的潛力,可以革命性地改變工程師和科學(xué)家們的看法,改變他們對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)方法的看法,用以創(chuàng)造強(qiáng)大的燃料電池膜。
在他以前的工作中,開(kāi)創(chuàng)了一種新的燃料電池膜,稱(chēng)為氫氧交換膜(HEMS:hydroxide exchange membranes)。用于燃料電池時(shí),這些離子導(dǎo)電聚合物就可以使用非鉑族金屬,如鎳(成本費(fèi)用是鉑金的0.1%)和銀(成本是鉑金的1%),從而取代昂貴的鉑催化劑。
然而,為了實(shí)際使用,這種聚合物膜必須很強(qiáng)大,而且要抵御水膨脹。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),高分子鏈就以傳統(tǒng)方式形成化學(xué)交聯(lián)。美中不足的是,化學(xué)交聯(lián)會(huì)妨礙薄膜的其他功能。
借助范德華相互作用,也就是一組弱分子間的相互作用,嚴(yán)玉山的研究小組證明,有可能創(chuàng)建無(wú)聚合物鍵,效果會(huì)相當(dāng)于化學(xué)交聯(lián),但沒(méi)有交聯(lián)聚合物通常表現(xiàn)出的脆弱性。
這項(xiàng)研究最近作為封面,刊登在《化學(xué)與可持續(xù)性、能源與材料》(ChemSusChem)雜志上。
下一步是設(shè)計(jì)活性燃料電池特征,這要采用不同的聚合物鏈,有可能打開(kāi)一扇大門(mén),這對(duì)于嚴(yán)玉山和其他燃料電池工程師而言,是一個(gè)新方向。他的最終目標(biāo)是要復(fù)制傳統(tǒng)汽車(chē)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,這在目前大約是約5000小時(shí),使用的是氫氧交換膜燃料電池。
“對(duì)我來(lái)說(shuō),這項(xiàng)技術(shù)的最大的價(jià)值是交通,”嚴(yán)玉山說(shuō)。