Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đang tổng hợp các vật liệu mạnh hơn và hiệu quả hơn cho màng tế bào nhiên liệu hydro. Hầu hết các pin nhiên liệu hiện có trên thị trường sử dụng màng chất lỏng. Một màng thủy tinh polymer phối hợp mới hoạt động giống như các đối tác chất lỏng của nó với sức mạnh và tính linh hoạt cao hơn.
Các nhà khoa học tại Viện Khoa học Vật liệu Tế bào Tích hợp (iCeMS) của Nhật Bản đang nỗ lực hàng đầu để tổng hợp các vật liệu mạnh hơn và hiệu quả hơn cho màng tế bào nhiên liệu hydro. Hầu hết các pin nhiên liệu hiện có trên thị trường sử dụng màng chất lỏng. Một màng thủy tinh polymer phối hợp mới được báo cáo trong tạp chí Khoa học hóa học (Chemical Science) hoạt động giống như các đối tác chất lỏng của nó với sức mạnh và tính linh hoạt bổ sung.
Các tế bào nhiên liệu hydro được cung cấp hydro và oxy để sản xuất điện, với nước là sản phẩm phụ duy nhất của chúng. Những tế bào nhiên liệu này chứa ‘màng dẫn proton’ tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách các hạt dương, proton và electron âm, một quá trình cuối cùng dẫn đến việc sản xuất điện.
Proton cần dễ dàng di chuyển qua các màng này để quá trình có hiệu quả. Các màng dẫn proton hiện tại được làm từ chất lỏng và không thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện khô ráo, khiến việc chế tạo chúng trở nên phức tạp và tốn kém. Các nhà khoa học đang tìm cách chế tạo màng rắn làm từ chất điện phân không có nước cung cấp độ ổn định cơ học và nhiệt tốt hơn so với các chất lỏng của chúng, nhưng cũng hiệu quả về mặt chi phí và vẫn dẫn điện tốt.
Satoshi Horike, nhà khoa học vật liệu tại Viện Khoa học Vật liệu Tế bào Tích hợp (iCeMS), người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Kính polyme phối hợp của chúng tôi hoạt động tốt hơn so với các chất lỏng ion và polyme phối hợp tinh thể được báo cáo gần đây”.
Horike, Tomohiro Ogawa và các đồng nghiệp ở Nhật Bản đã chế tạo màng thủy tinh polymer phối hợp của họ bằng cách trộn một ‘chất lỏng ion protic’ với các ion kẽm. Chất lỏng ion Protic là muối lỏng được tạo ra bằng cách trộn một axit và một bazơ. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một chất lỏng ion protic gọi là diethylmethylammonium dihydrogen phosphate. Thêm kẽm vào chất lỏng này dẫn đến sự hình thành của một loại thủy tinh polymer rắn, đàn hồi.
Cấu trúc phân tử của thủy tinh polymer phối hợp tạo điều kiện cho sự di chuyển của các proton trên nó trong điều kiện khô ở 120 ° C. Khi được thử nghiệm trong pin nhiên liệu hydro, nó tạo ra điện áp cao (0,96 volt), nằm trong phạm vi của màng điện phân polymer điển hình. Sản lượng điện của nó cũng tương tự như màng Nafion thường được sử dụng.
Ogawa tin rằng những phát hiện của họ đưa ra một cách tiếp cận thú vị cho việc sử dụng polymer thủy tinh trong các ứng dụng pin nhiên liệu. Nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục công việc của họ với mục đích đạt được màng tế bào nhiên liệu với hiệu suất cao hơn và ổn định lâu dài.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Kyoto . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :