2008-08-04

研究者為次世代混合車革新燃料電池設計

Researchers fuel the next generation of hybrid cars
http://www.physorg.com/news136741749.html

July 31, 2008

(澳洲)Monash 大學科學家已澈底改革用於最新一代混合車的燃料電池設計,那能使車輛更加可靠且更便宜製造。

這項突破,發表在今日 Science 期刊上,以燃料電池的設計為中心,其中,一種大眾化高科技戶外與運動衣服材料 Goretex(R) 的特殊塗佈構成是關鍵要素。

Monash 的科學家團隊設計並測試一種空氣電極(air-electrode),在這裡薄薄一層 -- 僅 0.4 微米厚,比人類頭髮細 100 倍 -- 高導電性塑膠被沈積在這種透氣(breathable)布料上。

這種導電塑膠扮演燃料電池的電極與催化劑。

Monash 大學的 Dr Bjorn Winther-Jensen 說,正如同 Goretex(R) 澈底改革戶外服裝產業一樣,它也能為駕駛者維持同樣的承諾。

"跟這種材料將廢蒸汽引出,使得徒步旅行者更加舒適以減少低體溫症(hypothermia)一樣,它也能將氧「吸入」我們的燃料電池中,並接著與導電塑膠接觸," Dr Winter-Jensen 說。

Monash 大學的 Doug MacFarlane 教授(來自於 Australian Centre for Electromaterials Science (ACES))表示,這項發現或許是燃料電池技術近 20 年來最重要的發展。

"對於汽車產業與駕駛人的好處是,這種新設計不再需要鉑!那做為催化劑而且是當前製程中的中心," MacFarlane 教授說。

"我們對於鉑的依賴,使得在日常客車上使用燃料電池的可能性變得愈來愈不可能。"

"單就現用於具有 100kW 電動引擎之小型車的燃料電池而言,鉑成份的成本就超過一具 100kW 柴油引擎的總成本。此外,現今全世界每年的鉑總產量只夠 300 萬輛 100kW 的車輛使用,不到當前全球車輛每年生產量的 1/20。"

這款新設計的燃料電池已連續不斷測試達 1500 小時,使用氫當作燃料來源。

Maria Forsyth 教授(Monash ACES 的主任)表示,測試已經證明並沒有材料分解或是效能退化的跡象。這些測試亦證實,氧轉換率能與鉑相比 -- 同樣幾何形狀之結晶化電極,而且這些電極並不會被一氧化碳所「毒害」,而鉑就會。

"少量的一氧化碳總是會出現在汽油引擎的排放中,而這是燃料電池的真正問題,因為鉑催化劑會緩慢地被毒化,最終會摧毀燃料電池," Forsyth 教授說。"要強調的重點是,這個團隊提供了一種燃料電池設計的替代方案,那更加經濟,更容易取得,較鉑電池更耐久而且同樣有效率。"

※ 太棒了!解決燃料電池一大障礙。

* High Rates of Oxygen Reduction over a Vapor Phase–Polymerized PEDOT Electrode
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/321/5889/671
Bjorn Winther-Jensen, Orawan Winther-Jensen, Maria Forsyth,
Douglas R. MacFarlane
Science 1 August 2008: Vol. 321. no. 5889, pp. 671 - 674
DOI: 10.1126/science.1159267

The air electrode, which reduces oxygen (O2), is a critical component in energy generation and storage applications such as fuel cells and metal/air batteries. The highest current densities are achieved with platinum (Pt), but in addition to its cost and scarcity, Pt particles in composite electrodes tend to be inactivated by contact with carbon monoxide (CO) or by agglomeration. We describe an air electrode based on a porous material coated with poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), which acts as an O2 reduction catalyst. Continuous operation for 1500 hours was demonstrated without material degradation or deterioration in performance. O2 conversion rates were comparable with those of Pt-catalyzed electrodes of the same geometry, and the electrode was not sensitive to CO. Operation was demonstrated as an air electrode and as a dissolved O2 electrode in aqueous solution.
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1 則留言:

fsj 提到...

台灣聯合大學研發氫能爐具

◆ 國際能源高漲 台灣團隊研發氫能爐具

中央廣播電台╱劉靜瑀 2008-08-12

高能源價格時代來臨,各界都在找尋替代、潔淨能源。台灣研究團隊利用氫能源為燃料,製作「氫能爐具」,不只不會產生二氧化碳,而且對環境零污染;一樣的概念也可以用在汽車上,這種新型氫能汽車已引起國際車廠關注,希望向台灣購買專利,讓未來車子走向環保。

石油高漲,各界都在找尋替代能源。台灣聯合大學研究團隊,利用氫能源為燃料,製作「氫能爐具」,爐嘴構造類似瓦斯爐,並呈現噴火嘴形狀,可以完全燃燒,對於餐飲業者來說,烹調時間節省3分之1,而且安裝成本4個月內就可以回收。聯合大學經營管理學系副教授胡天鐘:『以餐具業者來講,餐飲業者一天假設煮10個小時,一般通常大桶桶裝瓦斯,他一個禮拜要叫兩桶,這樣的情況,大概四個月可以回收這一套的成本。』

運用一樣的原理,也試用在汽車,台灣研究團隊的新發明,更引起國際車廠的注目,不只希望買專利,還希望引進整個技術團隊。胡天鐘:『一般來講汽車改裝就好了,改裝控制閥就可以,由原油的汽車去做改裝就OK,甚至未來你要全新出來,也OK。目前針對國外,去國外發展,上次有去德國紐倫堡展示,BMW跟賓士都有接洽,但是目前他們希望不是只有買專利,希望連技術團隊都過去。』

氫氣爐具這項新發明,剛獲得今年經濟部智慧財產局創作獎金牌。兼具環保、節能的新產品,目前仍在和廠商接洽,希望為氫能源開發更大的市場商機。