新型燃料電池能在室溫下發(fā)電

    無需高溫，燃料電池也能輕松發(fā)電。美國猶他大學的工程師最近研制出首枚可在室溫下工作的燃料電池，不用點燃燃料，它用酶就能使得噴氣發(fā)動機燃料產(chǎn)生電能。這種新型燃料電池可以給手持電子設備、離網(wǎng)型發(fā)電機和傳感器供電。該研究于近日發(fā)表于美國化學學會期刊《ACS催化》網(wǎng)絡版上。

    燃料電池，主要通過氧或者其他氧化劑進行氧化還原反應，將燃料中的化學能轉(zhuǎn)化成電能；只要能持續(xù)添加燃料，那么燃料電池就可以持續(xù)提供清潔而廉價的電能。蓄電池已經(jīng)被廣泛應用于電動車和發(fā)電裝置；如今，燃料電池同樣也用于一些建筑物的供電，另外，它還能為氫動力車這樣的燃料電池車提供動力。

    據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，該研究的一大亮點，是在無需移除硫雜質(zhì)或者營造高溫工作環(huán)境的情況下，就能將噴氣燃料JP-8直接用于燃料電池。論文的資深作者、來自猶他大學材料科學與工程學院的教授雪莉·敏蒂爾表示：“我們的研究證明，只要找對了催化劑，JP-8或者其他燃油能夠作為低溫燃料電池的燃料。”

    JP-8是美國軍方使用的航空煤油燃料，耐得住高溫和嚴寒，能在極端天氣下正常工作。用傳統(tǒng)技術將噴氣燃料轉(zhuǎn)化為電能非常困難。燃料中含有硫，而硫恰恰會損害傳統(tǒng)燃料電池中用來氧化燃料的金屬催化劑。而且，這種轉(zhuǎn)化的效率也不高，即使在最佳條件下，也只有大概30%的化學能被轉(zhuǎn)化為電能。

    為了突破這些限制，研究人員將JP-8用在一種酶燃料電池中，該電池以JP-8為燃料，以酶這種具有生物催化功能的高分子物質(zhì)為催化劑。這類燃料電池不僅耐硫，還能在室溫下工作。具體說來，它所使用的酶由烷烴單加氧酶和醇氧化酶組成，化學性質(zhì)和JP-8類似的己烷和辛烷也被作為測試燃料進行了實驗。研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在酶燃料電池中加入硫，也不會減少其發(fā)電量。

    實際上，固體氧化物燃料電池已經(jīng)使用過JP-8，但其工作溫度需在950華氏攝氏度以上。這項研究，則是第一次在室溫條件下實現(xiàn)對其的利用。敏蒂爾教授表示，如今，她的團隊已經(jīng)證實酶催化劑奏效，下一步將把重點放在如何設計這種燃料電池以及如何提升它的電能轉(zhuǎn)換效率上。