211service.com
Forša mikro degvielas šūna
Cietā oksīda kurināmā elementi efektīvi darbojas ar plašu parasto degvielu un biodegvielu klāstu, taču to augstā darba temperatūra ir ierobežojusi to pielietojumu. Daudzi pētnieki strādā pie šīs problēmas, izstrādājot jaunus elektrodu un elektrolītu materiālus, kas darbojas zemākā temperatūrā, neapdraudot veiktspēju. Tagad pētnieki Japānā ir parādījuši augstas veiktspējas mikro degvielas šūnu, kas darbojas zemākā temperatūrā, pateicoties pārstrukturētam elektrodam.
Vēsā degviela: Šīs cietā oksīda kurināmā elementa jauda ir viens vats pie 600 grādiem pēc Celsija, un tās diametrs ir aptuveni divi milimetri. Tā izmērs un darba temperatūra varētu padarīt to par piemērotu barošanas avotu ātri iedarbināmām pārnēsājamām ierīcēm.
Šūna ir piemērota pārnēsājamiem barošanas avotiem, kuriem nepieciešama ātra iedarbināšana, kā arī papildu jauda automobiļiem, saka Japānas Nacionālā institūta pētnieks Tošio Suzuki. Uzlabotas rūpniecības zinātnes un tehnoloģijas . Suzuki vadīja jaunās degvielas šūnas izstrādi, kas šodien ir aprakstīta žurnālā Zinātne . Šūna ir caurules formas un apmēram divus milimetrus diametrā; tā jauda ir aptuveni viens vats pie 600 grādiem pēc Celsija. Parastās cietā oksīda kurināmā šūnas darbojas temperatūrā virs 700 grādiem.
Cietā oksīda kurināmā elementi ģenerē elektrisko strāvu, izvelkot skābekli no gaisa un izmantojot to degvielas oksidēšanai. Skābeklis nāk caur katoda pusi, degviela caur anoda pusi; tie abi reaģē elektrolītā un veido ūdeni un oglekļa dioksīdu kā atkritumu produktus atkarībā no degvielas veida. Šī reakcija ir efektīvāka nekā parastie ģeneratori. Cietā oksīda kurināmā elementi ir arī efektīvāki nekā citi dominējošie kurināmā elementi, kuros tiek izmantoti dārgi platīna katalizatori un polimēru membrāna, kas var kļūt piesārņota, un darbojas tikai ar ūdeņraža degvielu.
Cietā oksīda kurināmā elementi ir elastīgāki, jaudīgāki, un tiem nav problēmas tikt piesārņotam, teikts Ēriks Vaksmens , Floridas Ilgtspējīgas enerģijas institūta direktors un Floridas Universitātes materiālu zinātnes un inženierzinātņu katedra. Šo ierīču problēma, saka Wachsman, ir darba temperatūra. Tas nozīmē, ka var būt nepieciešams ilgs iesildīšanās laiks, un jūs to nevarat izmantot mobilajā tālrunī. Augstā temperatūra arī izraisa akumulatora elementa nolietošanos.
Suzuki grupa izveidoja enerģijas avotu ar zemāku darba temperatūru, uzlabojot anoda struktūru, kur tiek ievadīta degviela. Japāņu grupa izmantoja parastās metodes, tostarp litogrāfiju un kodināšanu, lai izgatavotu anodus ar dažādu porainības pakāpi. Vislabākais anods bija ļoti poraina struktūra, kuras pamatā ir niķeļa oksīds, parasts šo elektrodu materiāls. Suzuki saka, ka viņi izvēlējās izmantot esošos materiālus, jo to veiktspēja laika gaitā ir pierādīta. Tie ir uzticami materiāli ilgstošai stabilitātei, un tiem ir izmaksu priekšrocības salīdzinājumā ar citiem jauniem materiāliem zemas temperatūras cietā oksīda kurināmā elementiem, viņš skaidro.
Sniegums, bez šaubām, ir diezgan labs, saka Harijs Tullers , MIT keramikas un elektronisko materiālu profesors. Viņš saka, ka šis ir jauks sistemātisks pētījums, kas parāda demonstrēto elektrodu uzlabojumu evolūcijas ietekmi. Tomēr Tullers brīdina, ka elektrodi un elektrolīts ir leģēti ar nelielu daudzumu dārgu materiālu, kas var radīt papildu izmaksas šūnām. Anods papildus niķeļa oksīdam satur nelielu daudzumu retā elementa skandija.
Wachsman saka, ka ir grūti pazemināt šo elementu darba temperatūru, neapdraudot jaudu. Viņš arī strādā pie jaunām cietā oksīda kurināmā elementu elektrodu struktūrām. Izmantojot atšķirīgu materiālu komplektu un līdzīgu pieeju, Wachsman nesen demonstrēja kurināmā elementu ar pārstrukturētu anodu un jaunu elektrolītu ar jaudu diviem vatiem uz kvadrātcentimetru pie 650 grādiem. Šis darbs ir aprakstīts žurnālā Elektroķīmijas sakari .
Suzuki saka, ka viņa grupa apspriežas ar vairākiem uzņēmumiem par šūnu komercializāciju.