新研究可以改善氫動(dòng)力無(wú)人機(jī)的前景

國(guó)外媒體報(bào)道：氫動(dòng)力無(wú)人機(jī)為該行業(yè)帶來(lái)了許多顯著的好處，包括更長(zhǎng)的飛行時(shí)間和零排放。氫無(wú)人機(jī)解決了電池帶來(lái)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(shí)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(wèn)題，不僅針對(duì)無(wú)人機(jī)，而且針對(duì)許多類型的車輛。

韓國(guó)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(xiàng)令人興奮的新進(jìn)展，通過(guò)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(lái)分隔電極，從而使電流能夠流過(guò)物質(zhì)。它們本質(zhì)上充當(dāng)門，允許質(zhì)子通過(guò)，同時(shí)抑制電子、氫分子和氧分子。然而，由于運(yùn)行中的不一致（例如速度變化），該膜會(huì)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(dòng)而導(dǎo)致運(yùn)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(jìn)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(guò)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(zhǎng)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(dá) 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(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)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(shí)際運(yùn)行環(huán)境和退化過(guò)程。 。在我們的研究中，我們利用互穿網(wǎng)絡(luò)來(lái)有意分散重復(fù)性壓力。”

這一發(fā)展的長(zhǎng)期影響今天可能還看不到，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新技術(shù)可能會(huì)對(duì)氫汽車、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)垂直起降等行業(yè)產(chǎn)生重大影響。

“此外，增強(qiáng)抗疲勞性的策略可以擴(kuò)展并應(yīng)用于離子過(guò)濾器、電池隔板和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這使得它可以廣泛應(yīng)用于高耐用性、長(zhǎng)壽命的海水淡化過(guò)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。