Reduktion af driftstemperaturen for keramiske brændselsceller med en elektrolyt med høj protonledningsevne

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Kina har udviklet en måde at reducere driftstemperaturen for keramiske brændselsceller ved at bruge en elektrolyt med høj protonledningsevne. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres elektrolyt, og hvor godt den virkede, når den blev testet i en brintbrændselscelle. Meng Ni og Zongping Shao, med Hong Kong Polytechnic University og Nanjing Tech University, henholdsvis, har udgivet et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der beskriver behovet for køligere keramiske brændselsceller og yderligere forklarer det arbejde, som teamet har udført i Kina.

En brændselscelle er en enhed, der producerer elektricitet fra kemiske reaktioner. En protonkeramisk brændselscelle er baseret på keramiske elektrolytmaterialer, der udviser høj protonisk ledningsevne ved høje temperaturer, typisk 800° til 1000°C. Ni og Shao bemærker, at reduktion af driftstemperaturerne for keramiske brændselsceller er et mål for ingeniører for at forbedre deres holdbarhed og effektivitet, og gør dem også billigere at producere. De bemærker også, at der i øjeblikket er to muligheder for at gøre det:at gøre elektrolytten tyndere for at sænke modstanden, eller helt at udvikle en ny elektrolyt. Tidligere bestræbelser på at reducere tykkelsen af ​​elektrolytten er blevet forhindret af vanskeligheder med at masseproducere dem og tilhørende høje produktionsomkostninger. I denne nye indsats, forskerne har valgt den anden mulighed og udviklet en ny elektrolyt, der består af en Na _x CoO ₂ -Direktør ₂ sammensatte. Test viste, at elektrolytten havde en ledningsevne på 0,1 til 0,3 S cm ^–1 ved opvarmning til mellem 370° og 520°C. For mere fuldstændigt at teste elektrolytten, forskerne brugte den til at konstruere en brintbrændselscelle og fandt, at den var i stand til at levere 1 watt pr. centimeter. De bemærkede også, at enheden kunne fungere som en elektrolysator til produktion af brint ved at køre den omvendt.

Ni og Shao foreslår, at arbejdet udført af holdet i Kina er vigtigt, fordi det viser, at forskellige typer elektrolytter kan bruges til at reducere driftstemperaturen for keramiske brændselsceller, selvom de også erkender, at der kræves mere arbejde for at afgøre, om den nye tilgang kan kommercialiseres.

© 2020 Science X Network