蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)特拉華大學(xué)（University of Delaware）的工程師發(fā)現(xiàn)新方法，可使用氫驅(qū)動(dòng)的新型電化學(xué)系統(tǒng)從空氣中有效捕獲99%的二氧化碳，可助力更環(huán)保的燃料電池進(jìn)入市場(chǎng)。燃料電池的工作原理是將燃料化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，可用于混合動(dòng)力或零排放車輛等交通工具。

（圖片來源：特拉華大學(xué)）

特拉華大學(xué)教授Yushan Yan長(zhǎng)期致力于改進(jìn)氫氧化物交換膜（HEM）燃料電池，而HEM電池是當(dāng)前傳統(tǒng)酸基燃料電池的經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的替代品。但該電池對(duì)空氣中的二氧化碳極其敏感，無法真正落地。不僅如此，該燃料電池的性能和效率因此也降低了20%，低于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。

這一缺陷迅速將燃料電池的性能和效率降低了20%，其還不及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。因此15年來，Yan的研究小組一直在尋找解決這一難題的解決方案。

幾年前，研究人員發(fā)現(xiàn)或許可以通過去除二氧化碳解決上述難題。研究助理教授Brian Setzler表示：“一旦我們深入研究機(jī)制，我們發(fā)現(xiàn)燃料電池幾乎可以捕獲進(jìn)入它們的所有二氧化碳，并且非常擅長(zhǎng)將其分離到另一邊。”

雖然該過程不利于燃料電池，但研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，如果他們可以在燃料電池堆上游的單獨(dú)設(shè)備中利用這種內(nèi)置的“自吹掃”過程，該機(jī)制就可變成二氧化碳分離器。

Yan表示：“事實(shí)證明，我們的方法非常有效。如果我們正確設(shè)計(jì)和配置，我們可以一次性從空氣中捕獲99%的二氧化碳。”

研究人員找到一種將電化學(xué)技術(shù)的電源嵌入分離膜內(nèi)的方法。Yan研究小組博士生Lin Shi表示：“雖然有風(fēng)險(xiǎn)，但我們?nèi)栽O(shè)法采用氫來控制這種短路的燃料電池。通過使用這種內(nèi)部電短路膜，我們能夠擺脫笨重的組件，例如雙極板、集電器或燃料電池堆常見電線。”

目前，該研究小組獲得一種電化學(xué)裝置，它看起來像用于分離氣體的普通過濾膜，但能夠像更復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)一樣從空氣中連續(xù)吸收微量的二氧化碳。

實(shí)際上，將設(shè)備的電線嵌入膜內(nèi)創(chuàng)造了一條捷徑，使二氧化碳顆粒更容易從一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)。此外，它還使團(tuán)隊(duì)能夠在小體積內(nèi)構(gòu)建一個(gè)具有大表面積的緊湊型螺旋模塊。換言之，這些模塊采用更小封裝，能夠一次過濾更多的空氣，使其對(duì)燃料電池應(yīng)用既有效又具有成本效益。同時(shí)，更少的組件意味著更低的成本，更重要的是，它提供了一種輕松擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模的方法。

研究小組的結(jié)果表明，一個(gè)2英寸*2英寸的電化學(xué)電池可以每分鐘約2升的速度連續(xù)去除流動(dòng)空氣中約99%的二氧化碳。研究人員說，一個(gè)大約12盎司汽水罐大小的早期原型螺旋裝置能夠每分鐘過濾10升空氣，并清除98%的二氧化碳。

Shi表示，由于電化學(xué)系統(tǒng)是由氫驅(qū)動(dòng)的，隨著氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這種電化學(xué)裝置也可以用于需要空氣再循環(huán)作為節(jié)能措施的飛機(jī)和建筑物中。

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