真的有无膜电池吗?无膜电池成功了吗?要想让氢燃料电池变得有意义,要么采取全新的方法,要么接受它的最佳应用是难以脱碳的大型运输工具,如卡车、火车、船舶和飞机。大型氢气罐使其难以在乘用车中使用,但INRS的科学家们可能已经找到了一种促进其在汽车中应用的方法:消除它们的膜。
无膜燃料电池如何能做到这一点?需要了解燃料电池的工作原理。
一般的都是使用膜,被称为PEMFC(质子交换膜燃料电池)。这些膜通常由Nafion制成,控制氧气和氢气之间的反应,形成水并产生电力。因此,总是需要有纯氢气供给PEMFC。可以从昂贵的高压罐或通过重整器(从燃料中提取氢气的机器)获得氢气。
日产汽车正在巴西测试一种燃料电池汽车,它使用乙醇来提取所需的氢气。改造器的问题是,它们增加了车辆的复杂性和质量。如果燃料电池能直接处理甲醇或乙醇,这就不是问题。
利用空气中已经存在的氧气,无膜燃料电池设法将燃料的氧化自然转化为能量。诀窍是使用选择性电极,不与甲醇或乙醇反应,只与氧气反应。
到目前为止,INRS开发的无膜燃料电池仅用234微升(0.000234升)甲醇就能为一个LED供电4小时。该研究的主要作者之一Mohamed Mohamedi介绍了新型燃料电池的潜在汽车应用。
“在我们的研究中使用甲醇作为基准分子,因为我们了解其中的电化学过程。然而,我的实验室正在进行平行的密集研究,以开发能够将乙醇(由生物质生产的)完全氧化为水和二氧化碳的催化剂。如果我们成功发现了这些催化剂,那么可以考虑将我们的无膜燃料电池应用于汽车。”
认为FCEV没有意义的人,可能会继续否定它们。但对于那些认为FCEV可以帮助交通脱碳的人来说,这是一个大新闻。
无力承担大规模基础设施投资的新兴国家,可以利用已有的燃料泵,将可再生燃料分配给无膜燃料电池汽车等。成功的无膜燃料电池可以不需要充电,只需重新加注,而且不会向大气中增加额外的碳。