燃料电池是未来关键的能源技术之一吗？
来源：宝鄂实业
2019-05-11 09:46
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可成为环保的可再生能源。特别是由陶瓷材料构成的固体氧化物燃料电池，由于其将生物质，LNG和LPG等各种形式的燃料直接转化为电能的能力而受到越来越多的关注。KAIST的研究人员描述了一种新技术，提高电极材料的化学稳定性，可以通过使用极少量的金属来延长寿命。
决定固体氧化物燃料电池性能的核心因素是发生氧还原反应的阴极，通常在阴极中使用具有钙钛矿结构的氧化物（ABO3）。然而，尽管钙钛矿氧化物在初始操作中具有高性能，但其性能随时间而下降，限制了其长期使用。特别是阴极运行所需的高温氧化态的条件导致表面偏析现象，其中氧化锶（SrOx）等第二相在氧化物表面积累，导致电极性能下降。
利用计算化学和实验数据，材料科学与工程系的WooChul Jung教授团队观察到，钙钛矿电极晶格中Sr原子周围的局部压缩态减弱了Sr－O键强度，从而促进了锶的分离。该小组发现钙钛矿氧化物中应变分布的局部变化是锶表面分离的主要原因。基于这些发现，该团队在氧化物中掺入不同尺寸的金属以控制阴极材料中的晶格应变程度，并有效地抑制锶偏析。
WooChul Jung教授说：“这项技术可以通过在材料合成过程中加入少量的金属原子来实现，而不需要额外的工艺。我希望这项技术在开发高耐用的钙钛矿氧化物电极方面将卓有成效。”
氢燃料电池
氢燃料电池的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散，并与电解质发生反应，释放出的电子通过外部的负载到达阴极，是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。也就是说，氢燃料电池与其他纯电动车不同的是，其无需充电，只需加氢，使用习惯上类似于普通燃油车，非常方便。
氢燃料电池电动车能量转换效率高、无污染、寿命长、运行平稳，而其最大的优势则在于没有污染物排放，虽然纯电动车看似同样没有产生污染排放，但是在发电环节，对于主要依靠火电的中国来说，纯电动汽车的使用只是起到了转移污染的效果。
有朋友会问了，既然氢燃料电池车在环保方面表现如此出色，为什么市场占有率如此低下呢？问题主要出在氢的制造、运输和储存上。目前除了制造环节发展较为成熟外，其他部分都还有不少问题亟待解决。
首先，制造出氢气势必要用容器进行储存，但是气态氢气需要高压气罐储存，液态氢气则需保持低温，对容器的要求较高。其次，在运输过程中，由于氢气的易燃易爆特性，也需要专门铺设新的管道。这也就意味着想要实现氢燃料电池车的普及，需要建立一整套配套设施，前期投资成本过高。这也造成了氢燃料电池车推广力度不大的现状。
但我国氢燃料相关配套设施尚不完善。
首先，制造出氢气势必要用容器进行储存，但是气态氢气需要高压气罐储存，液态氢气则需保持低温，对容器的要求较高。其次，在运输过程中，由于氢气的易燃易爆特性，也需要专门铺设新的管道。这也就意味着想要实现氢燃料电池车的普及，需要建立一整套配套设施，前期投资成本过高。这也造成了氢燃料电池车推广力度不大的现状。
通过上面的文章，相信大家对新能源车的电池分类有了一定的认识。其实从电池的本质来看，并没有哪一种电池有着绝对的优势，只是在特定的需求和政策的导向之下，三元锂电池逐渐成为了市面上新能源车的主要选择。
