Papir dokumenterer selvhelende membran til brændselscelle applikationer

Brændselsceller er energieffektive og rene. Imidlertid, en stor udfordring for kommercialiseringen af ​​denne teknologi er holdbarheden af ​​en vital komponent i hver celle, membranen, som typisk er fremstillet af en polymer kaldet Nafion. Under brændselscelledrift, membranen undergår kemisk og mekanisk nedbrydning, fører til revner og nålehuller, der forkorter dens levetid.

For at løse dette problem, tre medlemmer af University of Delaware's Department of Mechanical Engineering, Ajay Prasad, Liang Wang og Suresh Advani, har udviklet en selvhelbredende membran, der indeholder mikrokapsler fyldt med en Nafion-opløsning. Arbejdet er rapporteret i et papir offentliggjort i Journal of The Electrochemical Society . Der er også indgivet en patentansøgning.

"Mikrokapslerne er designet til at briste, når de støder på defekter i membranen og derefter frigive den forfyldte Nafion-opløsning for at helbrede defekterne på plads, " forklarer Wang.

Holdbarhedstest af den udviklede membran har bekræftet, at den selvhelbredende funktionalitet i høj grad kan forlænge dens levetid.

"Membranfejl er umulige at opdage og reparere i en brændselscelle i drift, "Siger Advani." Den eneste løsning i øjeblikket er at udskifte hele membranelektrodenheden, hvilket er uoverkommeligt dyrt."

"Muligheden for at anvende selvhelbredende polymermaterialer, der kan hele revner og nålehuller på plads, er en spændende udsigt til at forlænge levetiden og sikkerheden af ​​sådanne systemer, samtidig med at livscyklusomkostningerne reduceres, " tilføjer han.

Opdagelsen er vigtig i den fortsatte udvikling af brintdrevne polymerelektrolytmembranbrændselsceller, som ifølge Prasad, direktør for Center for Fuel Cell Research ved University of Delaware, "har allerede demonstreret potentialet til at erstatte forbrændingsmotorer i køretøjer og levere kraft i stationære og bærbare applikationer.