與非網(wǎng) 6 月 3 日訊，韓國(guó)一個(gè)研究小組研發(fā)了一種高性能陶瓷燃料電池，可利用丁烷燃料為其提供動(dòng)力。

由于丁烷可以液化，因而易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸，該項(xiàng)新技術(shù)也得以將陶瓷燃料電池的應(yīng)用范圍擴(kuò)大至電動(dòng)汽車、機(jī)器人和無(wú)人機(jī)等便攜式和移動(dòng)應(yīng)用。

圖源：KIST

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）宣布，其能源材料研究中心的 Son Ji-Won 博士研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種高性能、基于薄膜的陶瓷燃料電池，能夠使用丁烷燃料，在 600 攝氏度的中低溫下工作。陶瓷燃料電池是一種工作溫度超過(guò) 800 攝氏度的高溫燃料電池。聚合物電解質(zhì)燃料電池等低溫燃料電池需要使用昂貴的鉑催化劑，以彌補(bǔ)催化活性較低的特性。

與之相比，陶瓷燃料電池的高溫特性使其得以使用鎳等廉價(jià)催化劑。高溫燃料電池的另一大優(yōu)點(diǎn)是，除了純氫，還可以使用效率高、排放低的 LPG（液化石油氣）和 LNG（液化天然氣）等多種燃料。

盡管高溫燃料電池可以使用廉價(jià)的催化劑，但是仍需要昂貴的耐火材料和生產(chǎn)技術(shù)。另一個(gè)限制因素是，由于具備高溫工作的特點(diǎn)，此類電池系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，限制其只能應(yīng)用于大型固定發(fā)電系統(tǒng)。

當(dāng)陶瓷燃料電池的鎳催化劑與甲烷、丙烷和丁烷等烴類燃料混合使用時(shí)，燃料轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生的碳會(huì)沉積在鎳的表面，隨著溫度降低，此種情況會(huì)惡化，最終導(dǎo)致電池失效。

Son Ji-Won 博士研究團(tuán)隊(duì)利用薄膜技術(shù)，結(jié)合更易轉(zhuǎn)化燃料的高性能次級(jí)催化劑，解決了問(wèn)題。利用交替在次級(jí)催化劑和主催化劑上形成的沉積層，該團(tuán)隊(duì)能夠高效地將次級(jí)催化劑放置在燃料電池電極最接近電解質(zhì)的地方，從而可以控制只結(jié)合少量次級(jí)催化劑，并有效確定次級(jí)催化劑的位置。

KIST 研究團(tuán)隊(duì)成功將鈀（Pd）、釕（Ru）和銅（Cu）等在低溫下具有高催化活性的次級(jí)催化劑應(yīng)用于納米結(jié)構(gòu)的燃料電池電極上。

研究人員還證實(shí)，基于薄膜的最新陶瓷燃料電池可以使用非常便宜的丁烷燃料，在中低溫（500 至 600 攝氏度）條件下工作，且性能很高。