自愈合隔膜可大幅提高燃料電池使用壽命
2017-03-28 來源：中國船舶工業綜合技術經濟研究院
關鍵詞：聚合物隔膜
據sciencedaily報道，美國特拉華大學科研人員為氫燃料電池開發了一種自愈合薄膜材料，可自行修復電池隔膜上出現的裂紋和小孔。這一發現，對燃料電池延長使用壽命、降低全壽期成本具有重要意義。
燃料電池是一種高效而清潔的能源，但燃料電池技術商業化面臨的主要挑戰之一是其關鍵部分——全氟磺酸（Nafion®）聚合物隔膜——不耐用。在電池工作過程中，隔膜受到化學和機械降解作用，易出現裂紋和小孔，從而降低了電池的壽命。
為了解決這一問題，特拉華大學機械工程系的三名研究人員，即阿杰伊·普拉薩德（Ajay Prasad）、王亮（Liang Wang）和蘇雷士·阿德瓦尼（Suresh Advani），開發了一種預裝有全氟磺酸溶液的微膠囊，可自行修復隔膜出現的缺陷。這項研究成果已作為論文發表在《電化學學會》期刊上，相關的專利申請也已提交。
“當隔膜出現破損時，這種微膠囊就會釋放全氟磺酸溶液，填充出現缺陷的地方”，王亮解釋道。這種改進薄膜已經通過了耐久性測試，證實了自愈合能力可大幅延長燃料電池的使用壽命。
“在燃料電池工作時，對隔膜缺陷進行檢測和修復是不可能的”，阿德瓦尼表示，“當前唯一的解決方案是對膜電極組件進行整體更換，因此價格是非常昂貴的。用自愈合聚合物材料填補隔膜上出現的裂紋和小孔，不僅可以延長電池的使用壽命，提高系統安全性，還很有希望降低電池全生命周期的成本。”
特拉華大學燃料電池研究中心主任普拉薩德稱，這一發現是氫燃料電池聚合物隔膜技術發展的重大突破，展現了燃料電池替代汽車內燃機的應用潛力，未來在固定設施或移動平臺上都具有廣泛的應用前景。
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（責任編輯：xu）
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