佐治亞理工學院的研究人員利用氧化鋇納米顆粒開發了一種自清潔技術，可以使固體氧化物燃料電池在750℃下直接使用氣體作為燃料。這項技術可以為傳統發電廠提供一種更清潔、更有效的替代方案。相關研究成果發表在《自然通訊》上。
傳統的燃煤發電廠只能使用燃料本身的1/3的能量，燃料電池可以使用大約50%的能量。如果燃氣輪機和燃料電池能夠形成混合系統，研究人員認為，能源利用率可以提高到80%，并且可以減少提供相同能源所需的煤炭量，從而減少二氧化碳排放。但到目前為止，含碳燃料，如煤氣或丙烷，會通過焦化過程中產生的碳沉積物堵塞電極，并迅速使燃料電池的陽極失活，尤其是在低溫下。
為了解決這個問題，佐治亞理工學院領導的研究團隊使用氣相沉積工藝將氧化鋇納米顆粒附著在燃料電池的陽極上。這些粒子的直徑在10到100納米之間，在鎳表面形成“島”，而不會阻擋電子通過電極表面。煤氣中的水蒸氣與氧化鋇接觸時，會被吸收并分解為H+和OH-離子。OH離子移動到鎳表面，在那里它們與沉積的碳原子結合形成中間體，然后分解成CO和H2，為燃料電池提供能量，形成CO2和水。一半的二氧化碳將被回流并氣化為氣體。這種方法可以保持鎳電極表面的清潔。
研究人員還使用一種新的電極系統評估了丙烷作為燃料電池燃料的使用情況。與天然氣系統一樣，丙烷系統已經成功運行了一段時間。
目前，研究人員已經對這一新工藝進行了數百個小時的測試，沒有發現碳沉積。氧化鋇結構的形成可以用作傳統電極組裝工藝的一部分，而不需要額外的步驟。當前研究的主要挑戰之一是測試系統的耐用性，以適應設計壽命為5年的燃料電池系統。
（編輯/劉文林）佐治亞理工學院的研究人員利用氧化鋇納米顆粒開發了一種自清潔技術，可以使固體氧化物燃料電池在750℃下直接使用氣體作為燃料。這項技術可以為傳統發電廠提供一種更清潔、更有效的替代方案。相關研究成果發表在《自然通訊》上。
傳統的燃煤發電廠只能使用燃料本身的1/3的能量，燃料電池可以使用大約50%的能量。如果燃氣輪機和燃料電池能夠形成混合系統，研究人員認為，能源利用率可以提高到80%，并且可以減少提供相同能源所需的煤炭量，從而減少二氧化碳排放。但到目前為止，含碳燃料，如煤氣或丙烷，會通過焦化過程中產生的碳沉積物堵塞電極，并迅速使燃料電池的陽極失活，尤其是在低溫下。
為了解決這個問題，佐治亞理工學院領導的研究團隊使用氣相沉積工藝將氧化鋇納米顆粒附著在燃料電池的陽極上。這些粒子的直徑在10到100納米之間，在鎳表面形成“島”，而不會阻擋電子通過電極表面。煤氣中的水蒸氣與氧化鋇接觸時，會被吸收并分解為H+和OH-離子。OH離子移動到鎳表面，在那里它們與沉積的碳原子結合形成中間體，然后分解成CO和H2，為燃料電池提供能量，形成CO2和水。一半的二氧化碳將被回流并氣化為氣體。這種方法可以保持鎳電極表面的清潔。
研究人員還使用一種新的電極系統評估了丙烷作為燃料電池燃料的使用情況。與天然氣系統一樣，丙烷系統已經成功運行了一段時間。
目前，研究人員已經對這一新工藝進行了數百個小時的測試，沒有發現碳沉積。氧化鋇結構的形成可以用作傳統電極組裝工藝的一部分，而不需要額外的步驟。當前研究的主要挑戰之一是測試系統的耐用性，以適應設計壽命為5年的燃料電池系統。
（編輯/劉文林）
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