جنرال لواء

محفز جديد يمكن أن يشحن خلايا الوقود عالية الأداء


لا تزال السيارات الأكثر اخضرارًا والأكثر كفاءة واحدة من أكبر المساحات للهندسة المبتكرة والابتكار الجديد في مجال تكنولوجيا خلايا الوقود قد رفع آمالنا: فهي تعد بسيارات عديمة الانبعاثات تساهم في مستقبل مستدام للبشرية

شهدت صناعة تكنولوجيا خلايا الوقود تطورات بطيئة للغاية بسبب نقص التكنولوجيا اللازمة لمعالجة الأكسجين بسرعة أكبر - وهو مفتاح ضروري لكسر كود تغذية الخلايا بكفاءة. أدرك المهندسون في معهد جورجيا للتكنولوجيا هذا النقص واستمروا في تطوير تقنية النانو التي يمكن أن تسرع عملية التزويد بالوقود الناجم عن الأكسجين بمساعدة عامل حفاز. المحفز قادر على تحقيق السرعة من خلال نظام خلايا الوقود الذي يجعل الأكسجين يتدفق بسهولة. استحوذ هذا التطور على اهتمام صناعة الطاقة لأنه من الواضح أنه سيغير قواعد اللعبة.

قالت ميلين ليو ، التي قادت الدراسة وأستاذة ريجنتس في كلية جورجيا تك لعلوم المواد والهندسة ، "يمكنها بسهولة تحويل الوقود الكيميائي إلى كهرباء بكفاءة عالية". وقال ليو: "يمكن أن يتيح لك استخدام أنواع الوقود المتاحة بسهولة مثل الميثان أو الغاز الطبيعي أو مجرد استخدام وقود الهيدروجين بشكل أكثر كفاءة".

قال يو تشين ، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر ليو والمؤلف الأول للدراسة: "إنها أسرع بثماني مرات من قيام المواد الحديثة بنفس الشيء الآن".

قال ليو: "البراسيوديميوم بكميات صغيرة جدًا لدرجة أنه لا يؤثر على التكاليف". "والمحفز يوفر الكثير من المال على الوقود وأشياء أخرى."

قال ليو: "إنه مفيد للغاية ، جيد جدًا ، لكن المشكلة هي أن السترونتيوم يخضع لتقليص يسمى الفصل العنصري في المادة". "أحد مكونات المحفز لدينا ، PBCC ، يعمل كطلاء ويحافظ على LSCF أكثر استقرارًا."

أدى المزج الفعال لطلاء الكاثود المدمج مع معرفة المعادن النادرة إلى هذا الابتكار. في المرحلة الأولى لمعدن البراسيوديميوم ، أحد المعادن النادرة المتوفرة على الأرض ، جنبًا إلى جنب مع الباريوم ، استمروا في تشغيل الجسيمات النانوية. كان من الطبيعي أن نتساءل عما إذا كان هذا الابتكار فعالاً من حيث التكلفة لأن البراسيوديميوم مكلف للغاية بسبب ندرته.

قال ليو: "البراسيوديميوم بكميات صغيرة جدًا لدرجة أنه لا يؤثر على التكاليف". "والمحفز يوفر الكثير من المال على الوقود وأشياء أخرى."

علاوة على ذلك ، تساعد هذه العملية أيضًا في خفض درجة الحرارة مما يلغي تكلفة مواد التبريد باهظة الثمن والأغلفة الواقية. يعمل تقليل المقاومة الكهربائية في كيمياء خلايا الوقود بشكل كبير على تقليل التكلفة الإجمالية ، بلا شك.

أضف إلى هذه المعادلة كالسيوم وكوبالت ولديك PBCC - وظيفة تحفيزية تزيد من عمر أجهزة خلايا الوقود.

حتى الآن ، كانت القاعدة هي اللانثانم والسترونشيوم والكوبالت والحديد (LSCF) ، لكن لها عيوبًا كبيرة.

قال ليو: "إنها مادة موصلة للكهرباء ، جيدة جدًا ، لكن المشكلة هي أن السترونتيوم يمر بتقلص يسمى الفصل في المادة". "أحد مكونات المحفز لدينا ، PBCC ، يعمل كطلاء ويحافظ على LSCF أكثر استقرارًا."

في النهاية ، الهدف هو استبدال كاثود LSCF ، والذي سيحدث في وقته الخاص ، بمساعدة محفز آخر قيد التطوير. لقد وضعنا أعيننا على هذه العملية بالتأكيد.


شاهد الفيديو: خلايا الوقود والتأكل (كانون الثاني 2022).