它看起來像一塊塑料糖果包裝紙,兩面燒焦,但可作為一種解決方法,用于商業(yè)上可行的燃料電池。
這種薄膜厚度大約相當于人的頭發(fā)絲,實際上是一種薄聚合物膜,夾著兩種催化劑之間。這項工作的開發(fā)者是嚴玉山,他是美國特拉華大學特聘教授,很有名,他開發(fā)新型催化劑和膜,以降低成本,提高燃料電池的耐久性。
他說,這種膜的開發(fā)會改變游戲規(guī)則,顯示出巨大的潛力,可以革命性地改變工程師和科學家們的看法,改變他們對傳統化學交聯方法的看法,用以創(chuàng)造強大的燃料電池膜。
在他以前的工作中,開創(chuàng)了一種新的燃料電池膜,稱為氫氧交換膜(HEMS:hydroxide exchange membranes)。用于燃料電池時,這些離子導電聚合物就可以使用非鉑族金屬,如鎳(成本費用是鉑金的0.1%)和銀(成本是鉑金的1%),從而取代昂貴的鉑催化劑。
然而,為了實際使用,這種聚合物膜必須很強大,而且要抵御水膨脹。為了實現這一目標,高分子鏈就以傳統方式形成化學交聯。美中不足的是,化學交聯會妨礙薄膜的其他功能。
借助范德華相互作用,也就是一組弱分子間的相互作用,嚴玉山的研究小組證明,有可能創(chuàng)建無聚合物鍵,效果會相當于化學交聯,但沒有交聯聚合物通常表現出的脆弱性。
這項研究最近作為封面,刊登在《化學與可持續(xù)性、能源與材料》(ChemSusChem)雜志上。
下一步是設計活性燃料電池特征,這要采用不同的聚合物鏈,有可能打開一扇大門,這對于嚴玉山和其他燃料電池工程師而言,是一個新方向。他的最終目標是要復制傳統汽車內燃發(fā)動機的使用壽命,這在目前大約是約5000小時,使用的是氫氧交換膜燃料電池。
“對我來說,這項技術的最大的價值是交通,”嚴玉山說。




