高效能酒精燃料電池研發成功,大量商業化生產可期

高效能酒精燃料電池研發成功,大量商業化生產可期

新觸媒能讓酒精燃料電池(ethanol fuel cell  )更適用於攜帶式小型消費電子產品。


直接以酒精供電給攜帶式燃料電池將很快實現。由於新觸媒能分解酒精分子的內部強勁黏合,所釋出的電子能產生電力。這種酒精燃料電池將能取代現有膝上型電腦和行動電話手機所使用的電池,預期這種酒精燃料電池將可供電給電動汽車。


酒精燃料電池將比一般酒精動力引擎更有效率,也由於酒精比氫氣較容易儲存和運送,因此將比氫氣電池更為實用。


先前研究人員一直未能為製造這種燃料電池的氧化酒精研創出一個好的觸媒。原使用的觸媒是將酒精轉換成乙酸和乙醛,此反應過程讓每個酒精分子釋出兩三個電子,只能產生較低的電流。進一步分解酒精分子製造出二氧化碳來可釋出更多的電子(合計12個酒精分子)而產生更高的電力,但這必須打破兩個碳原子間的強勁黏合。為打破此黏合,研究人員必須使用高電壓,卻這使過程不具效能,因為幾乎所有氧化酒精所產生的電力都被用來維持反應,而使淨電力輸出降到很低。


美國Brookhaven國家實驗室所最新研發出來的新觸媒,能不用高電壓來分解碳的黏合,而有效釋出足够的電子,約100倍大於使用其他觸媒所產生的電力。研究人員的下一個步驟工作是將這種觸媒結合入燃料電池裡,讓它的效能能比其他燃料電池更高。


主持此項研發計畫的Brookhaven國家實驗室資深化學家Radoslav Adzic表示在最初的試驗中,觸媒在燃料電池外面有效的產生每平厘米7.5毫安培的電力。他確信此觸媒一旦裝入燃料電池內將會產生每平方厘米數百毫安培的電力,這樣的電力將使酒精燃料電池如同甲醇燃料電池一樣,能產生足夠的電力供給攜帶式小型消費電子產品使用。酒精(乙醇)比甲醇有許多優點,包括能儲存更多能源、較無毒性以及可以較容易由再生能源製造出來等。如果要供電給汽車並能和氫氣燃料電池相比的話,觸媒和燃料電池都需要進一步改善,所需的電力需要超過每平方厘米1,000毫安培。


觸媒要大量生產來運用在酒精燃料電池是一大挑戰,除了要讓觸媒結合入燃料電池內和產生有效的高電力外,也必要降低成本。因為製造觸媒所使用的銠是相當昂貴的貴金屬,比白金更貴,如能以其他元素代替或者開發出減少使用銠數量的技術才有可能讓觸媒商業化生產。


但不管怎麼樣,新觸媒是一項相當重大的進展。在低溫下分解碳與碳間的黏合是一項不容易的突破,此成果極具誘力,可以說是邁向酒精燃料電池夢想的第一步。