新研究可以改善氫動力無人機的前景

國外媒體報道：氫動力無人機為該行業(yè)帶來了許多顯著的好處，包括更長的飛行時間和零排放。氫無人機解決了電池帶來的一些挑戰(zhàn)，但氫燃料電池也有自己的一些挑戰(zhàn)：例如耐用性、隨著時間的推移性能下降以及有限的工作溫度。新的研究正在迅速致力于解決這些問題，不僅針對無人機，而且針對許多類型的車輛。

韓國首爾仁川大學(xué)和哈佛大學(xué)的聯(lián)合研究小組最近宣布了氫燃料電池領(lǐng)域的一項令人興奮的新進展，通過新型抗疲勞膜提高了其耐用性。

氫燃料電池需要電解質(zhì)膜來分隔電極，從而使電流能夠流過物質(zhì)。它們本質(zhì)上充當(dāng)門，允許質(zhì)子通過，同時抑制電子、氫分子和氧分子。然而，由于運行中的不一致（例如速度變化），該膜會發(fā)生膨脹和收縮，從而導(dǎo)致變形或裂紋，最終因不希望的氫移動而導(dǎo)致運行失敗。盡管膜技術(shù)（包括游離清除劑和碳?xì)浠衔镫娊赓|(zhì)膜）取得了進步，但這些缺陷仍然嚴(yán)重限制了氫燃料電池的使用壽命。

然而，通過引入 Nafion（一種塑料電解質(zhì)）和一種稱為全氟聚醚 (PFP??E) 的橡膠聚合物的互穿網(wǎng)絡(luò)，研究人員相信他們已經(jīng)找到了一種解決方案，可以大大延長燃料電池的使用壽命和功能。雖然新組合（50% 飽和度的 PFPE 與電解質(zhì)組合）的性能不如非 PFPE 膜，但新復(fù)合膜的抗疲勞性提高了 175%，使用壽命高達 1.7 倍現(xiàn)有模型具有可接受的電化學(xué)性能。

仁川大學(xué)Sang Moon Kim副教授表示：“為了確保燃料電池長期穩(wěn)定運行，必須開發(fā)一種具有高抗重復(fù)疲勞失效能力的電解質(zhì)膜，以反映燃料電池的實際運行環(huán)境和退化過程。 。在我們的研究中，我們利用互穿網(wǎng)絡(luò)來有意分散重復(fù)性壓力。”

這一發(fā)展的長期影響今天可能還看不到，但從長遠(yuǎn)來看，新技術(shù)可能會對氫汽車、無人機、電動垂直起降等行業(yè)產(chǎn)生重大影響。

“此外，增強抗疲勞性的策略可以擴展并應(yīng)用于離子過濾器、電池隔板和驅(qū)動系統(tǒng)。這使得它可以廣泛應(yīng)用于高耐用性、長壽命的海水淡化過濾器、液流電池隔膜、鋰金屬電池隔膜和人造肌肉。”Kim 博士設(shè)想道。