“新的燃料电池技术在固体碳上运行”

爱达荷州国立研究所的研究人员发表的新论文指出，固体碳燃料电池技术的进步可以使煤炭和生物质等资源的发电更有效。

燃料电池设计融合了阳极、电解质、燃料三个组件的创新。 总之，由于这些进步，燃料电池的碳利用量是初期直接碳燃料电池( dcfc )设计的3倍。

inl材料工程师董鼎表示，燃料电池的工作温度也很低，具有比早期的dcfc更高的最大电力密度。 结果在本周的高级材料杂志上发表了。

质子交换膜( pem )和其他燃料电池等氢燃料电池通过纯氢和氧的化学反应发电，但dcfc可以使用煤炭、焦炭、焦油、生物质、有机废弃物等任意数量的碳基资源作为燃料。

由于dcfc采用的是现成的燃料，所以可能比以前传来的氢燃料电池更有效。 你可以跳过生产氢气的能源密集型步骤。 小丁说。

但是，早期的dcfc设计有一些缺点。 需要700~900的高温，效率会下降，耐久性会下降。 另外，由于这些高温，由能够解决热量的高价材料构成。

另外，早期的dcfc设计不能比较有效地利用碳燃料。

丁先生和同事通过设计能够在低于600的低温下工作的真正的直接碳燃料电池来应对这些挑战。 燃料电池利用固体碳，将其仔细研磨，通过气流注入电池。 研究人员通过使用掺杂氧化铈和碳酸盐的高导电材料开发电解质来处理高温诉求。 这些材料在较低的温度下维持其性能。

其次，他们通过开发纤维束像布一样交织在一起的三维陶瓷织物的阳极设计来提高碳的利用率。 纤维本身为中空多孔质。 将这些特征全部组合起来，使可用于与碳燃料化学反应的表面积最大化。

最后，开发了由固体碳和碳酸盐组成的复合燃料。 在就业温度上，这种复合材料呈流体状，丁说。 容易流入接口。

碳酸盐将固体碳带入中空纤维和阳极的针孔，增加了燃料电池的输出密度。

这样制成的燃料电池看起来像绿色的陶瓷手表电池，厚度和建筑纸一样厚。 大正方形的一边是10厘米。 根据应用的不同，燃料电池可以相互堆叠。

这项技术有可能提高煤炭和生物质等碳燃料的利用率。 这是因为直接碳燃料电池会产生二氧化碳，不会混入来自其他气体和煤炭火力发电厂的烟中的粒子。 丁先生说，碳捕获技术的实施变得更容易了。

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