2017年10月24日 星期二
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氫燃料電池車貴死人,美國科學家已找到辦法讓它變得便宜而且耐用
AUTONET記者:趙惠群(10/11/2017)
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氫取之不竭,用之不盡,氫燃料電池車沒有排放汙染,然而因為觸媒的成本高昂,使氫燃料電池車的商業化大量生產有困難,即使像是Toyota已推出的比較平民化的「未來」(Mirai)氫燃料電池車,它還是貴死人,在美國當地的售價大約新台幣180多萬,不過科學家已開發新技術,未來的氫燃料電池車可以變得很便宜,和我們現在買到的汽柴油車不差太多。

美國德拉瓦大學(University of Delaware)的工程師團隊已經開發出一種技術,可以燃料電池變得比較便宜而且更耐用,這項技術突破也將可以加速燃料電池車商業化,大量生產。氫燃料電池可以說是內燃機引擎的最代替性綠能,因為它們是透過電化學的反應來產生能源,而不會產生任何汙染。

這些電化學反應的物質稱之為觸媒,白金是用於汽車燃料電池最常見的觸媒,然而日金年常昂貴,買過珠寶的人都應該知道,一公斤白金要價3 萬美元,他們製造了一種新的碳化鎢的奈米粒子,可取代白金觸媒,而且每一公斤大約100美元。而它的體積大小小很多。

德拉瓦大學能源開發觸媒中心主任Dionisios Vlachos表示,這種物質經常是在極高溫狀態下製造,大約攝氏 1500度,在這種溫度中,它會變大而且表層化學作用的範圍很小,我們努力方向便是要在高表層製造奈米物質,可以用於商業用途做為觸媒使用。製造碳化鎢的過程包括水熱處理、分離、減量和碳化等程序。

該中心的助理研究員Weiqing Zheng表示,在過程中,我們可以將碳化鎢奈米粒子獨立分離出來,並且取得很一致化的顆粒分布。接著研究人員將碳化鎢整合到燃料電池的薄膜中,汽車的燃料電池也就是質子交換膜燃料電池(PEFMC),內含離子聚合薄膜,這層薄膜區分陰陽極,能分裂出H2氫離子,並傳送到陰極,通常這層薄膜經過長時間的化學反應會磨耗,特別是然料電也的熱化學反應過程中,有太多次的乾濕反復過程。

當碳化鎢運用在電池薄膜中,它可以讓薄膜濕潤,使薄膜效能優化。機械部分的理科學家Liang Wang表示,碳化鎢觸媒可以提升燃料電池的水管理,減輕增濕系統的負荷。

這個研究小組也發現碳化鎢粒子會找到可能降低燃料電池薄膜效能造成損害的氧化自由基加以修補。進而使碳化鎢薄膜能比過去電池薄膜更持久。這種低成本的觸媒運用在電池薄膜上,可以提升電池的效能和電能密度。結果是相同電量,電池的體積變小,而且更輕、更便宜,進一步地,這種觸媒可以提供更高效能而不會犧牲電池耐久性。目前這個小組已經申請專利,並期待能讓他們的技術進入商轉。

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