Målet? Kølere, mindre, brændselsceller

Væsentlige fremskridt:

- Elektrodematerialer :Udvikling af nye elektrodematerialer med forbedret katalytisk aktivitet og stabilitet kan reducere brændselscellernes driftstemperatur. Nanostrukturerede materialer, kompositelektroder og legeringer bliver undersøgt for at forbedre ydeevnen og sænke temperaturkravene.

- Elektrolytmaterialer :Nye elektrolytter med høj ionisk ledningsevne ved lavere temperaturer er afgørende. Polymerelektrolytter, keramiske elektrolytter og kompositelektrolytter undersøges for at reducere temperaturafhængigheden og muliggøre køligere drift.

Cellearkitektur og -design:

- Kompakt stakdesign :Optimering af design og integration af cellekomponenter kan føre til mindre og mere kompakte brændselscellestakke. Dette omfatter reduktion af dødvolumen, forbedring af varmeoverførsel og minimering af parasitære tab.

- Mikrofluidiske flowfelter :Mikrofluiddesign til distribution af reaktantgas kan forbedre massetransport, reducere trykfald og muliggøre bedre temperaturkontrol i brændselscellen.

- Mikrofabrikationsteknikker :Brug af mikrofabrikationsteknologier muliggør den præcise konstruktion af miniaturiserede brændselsceller med veldefinerede funktioner og forbedret ydeevne.

Brændstofbehandling:

- Brændstofreformering efter behov :Udvikling af effektive on-demand brændstofbehandlingssystemer, såsom mikroreformere, kan reducere behovet for omfangsrige eksterne reformere og muliggøre selvbærende drift ved lavere temperaturer.

- Selektive membraner :Inkorporering af selektive membraner til brintrensning kan forbedre brændstofudnyttelsen og reducere driftstemperaturen ved at fjerne urenheder fra brændstofstrømmen.

Termisk styring:

- Varmevekslere :Implementering af kompakte og effektive varmevekslere i brændselscellesystemet kan effektivt håndtere varme og opretholde ønskede temperaturniveauer.

- Varmeisolering :Optimering af varmeisoleringsmaterialer og -design kan minimere varmetab og forbedre temperaturstyringen i brændselscellestablen.

Systemintegration:

- Balance of Plant (BOP) optimering :Integrering af brændselscellesystemet med optimerede BOP-komponenter, såsom kompressorer, pumper og befugtere, kan bidrage til den samlede systemeffektivitet og reducere temperaturkravene.

- Hybridsystemer :Kombination af brændselsceller med andre energikilder, såsom batterier eller solceller, kan muliggøre effektiv og fleksibel drift ved lavere temperaturer.

Ved at kombinere disse strategier og udnytte fremskridt inden for materialevidenskab, teknik og systemdesign, sigter forskerne på at udvikle køligere, mindre og mere effektive brændselsceller til en bred vifte af applikationer, herunder bærbar strøm, biler og stationær energiproduktion.