该方法为改进燃料电池汽车铺平了道路

Josiah02

氢气是一种越来越受重型车辆青睐的燃料替代品。氢动力汽车的尾气中只排放水蒸气，如果氢气是使用可再生能源生产的，则完全不会产生二氧化碳排放。
与电池驱动的电动汽车不同，氢动力汽车不需要给电网带来负担，因为可以在电力便宜时生产和储存氢气。
对于一些氢动力汽车来说，动力来自所谓的燃料电池。然而，氢燃料电池汽车的使用寿命相对较短，因为燃料电池组件（如电极和膜）会随着时间的推移而退化。最近的一项研究就是针对这个问题的。
查尔姆斯理工大学的研究人员开发出了一种新方法，通过在燃料电池使用过程中追踪特定颗粒来研究影响燃料电池老化的因素。
研究小组定期拆开整个燃料电池，对其进行了研究。然后，他们使用先进的电子显微镜，跟踪阴极电极在使用过程中特定区域的退化情况。最新研究成果发表在《ACS Catalysis》杂志上。
先前的研究已经对所谓的半电池进行了研究，它们与燃料电池的一半类似（但不相同），并且在与真实燃料电池有很大不同的条件下进行。
通过新的实验方法更好地理解
“我们之前假设，燃料电池的性能会受到我们拆解和研究的方式的影响，但结果证明这种假设并不正确，这令人惊讶，”这项研究的负责人、查尔姆斯大学物理系副教授 Björn Wickman 说。
查尔姆斯大学的研究人员已经能够探索燃料电池材料在纳米和微米层面上的降解情况，并准确确定降解发生的时间和地点。这为开发使用寿命更长的新型改良燃料电池提供了宝贵的信息。
查尔姆斯理工大学博士生 Linnéa Strandberg 表示：“以前我们只关注燃料电池使用后的老化情况，现在我们能够看到中间阶段。能够在特定区域内跟踪单个选定的粒子，让我们能够更好地了解降解过程。更好地了解这些粒子是设计燃料电池新材料或调整燃料电池控制的重要一步。”
新方法为延长燃料电池使用寿命铺平了道路
美国能源部 (DOE) 指出，提高燃料电池的使用寿命是燃料电池氢动力汽车实现商业成功之前最重要的目标之一。业内人士表示，一辆卡车需要在其使用寿命内能够承受 20,000 至 30,000 小时的行驶，而目前燃料电池氢动力卡车还无法实现这一目标。
“我们现在已经为开发更好的燃料电池奠定了基础。现在我们对燃料电池中发生的过程以及它们在燃料电池寿命的哪个阶段发生有了更多的了解。未来，该方法将用于开发和研究可以延长燃料电池寿命的新材料，”Björn Wickman 说道。
更多信息： Linnéa Strandberg 等人，PEMFC 中的碳支撑腐蚀，随后进行相同位置电子显微镜检查，ACS Catalysis (2024)。DOI ：10.1021/acscatal.4c00417
期刊信息： ACS Catalysis