焦点-UConn研究人员发明出新概念燃料电池 重量小且能量密度大

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随着可再生能源和替代能源成为全球减少对化石燃料依赖的重要手段，燃料电池技术得到不断发展，平面型燃料电池（Planar fuel cells）就是其中一种。但这种电池体积庞大，且存在压缩问题、电流分布不均匀，此外还面临反应物气体传输问题、过量水去除以及与其设计相关的制造挑战。

据外媒报道，由美国康涅狄格大学（UConn）工程学院材料科学与工程系助理教授Jasna Jankovic领导的一组研究人员发明出新颖设计，以用于管状聚合物电解质膜（PEM）燃料电池。新设计旨在解决上述问题，并改进现有管状PEM燃料电池设计，其中大多数采用平面型PEM燃料电池并将其卷曲成圆柱体。

图片来源：UConn

Jankovic和两名研究生Sara Pedram和Sean Small采用了一种更全面的方法，重新思考管状燃料电池的设计。新概念燃料电池目前已申请专利。与其他管状PEM燃料电池相比，新概念电池的能量密度提高了近2倍、重量减轻50%、具有可更换的内部电极和电解质（如果是液体）、防漏配置，并且需要更少的贵金属。

燃料电池本质上是可加燃料的电化学发电装置，通过结合氢和氧来产生电、热和水。具体类型主要根据其使用的电解质种类进行分类。平面型燃料电池使用的是由石墨或金属制成的大型矩形流场板的三明治状堆叠构成，约占其总重量的80%，且占总成本的40%。而UConn的设计采用单管形流场，将重量减轻了一半。

新概念电池目前仍处于开发阶段，并获得了美国国家科学基金会（NSF）旗下I-Corps和创新伙伴关系（PFI的）资助。该计划旨在促进基础研究向市场转化，鼓励学术界和工业界之间的合作，并培训由NSF资助的教师、学生和其他研究人员的创新和创业技能。

燃料电池应用广泛，可为家庭和企业供电，并保持医院、杂货店和数据中心等关键设施的正常运行，以及使得各种车辆正常行驶，包括汽车、公共汽车、卡车、叉车和火车等。Jankovic团队将努力完成专利申请，并对概念电池进行测试。但在短期内，研究人员将致力于将技术实现商业化，并吸引潜在的合作伙伴。