當(dāng)前的燃料電池的運(yùn)行溫度為60-80℃，因此需要大型散熱器和進(jìn)氣口才能保持溫度。據(jù)外媒報(bào)道，為解決該問(wèn)題，洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Los Alamos National Laboratory）的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出一種可在80-160℃下運(yùn)行的新型聚合物燃料電池，其額定功率密度比最先進(jìn)的燃料電池更高，解決了長(zhǎng)期存在的過(guò)熱問(wèn)題。而過(guò)熱問(wèn)題也是卡車(chē)和公共汽車(chē)等交通運(yùn)輸工具使用中型和重型燃料電池面臨的主要技術(shù)障礙之一。

（圖片來(lái)源：洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室）

洛斯阿拉莫斯材料合成與集成器件組（Materials Synthesis&Integrated Devices group）研究人員Yu Seung Kim表示：“燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)電化學(xué)結(jié)合空氣中的氫和氧來(lái)發(fā)電。與其他電動(dòng)汽車(chē)一樣，燃料電池汽車(chē)是零排放汽車(chē)，并沒(méi)有與煙霧相關(guān)或溫室氣體尾氣排放。此外，氫氣可以從多種國(guó)內(nèi)資源中生產(chǎn)，具有零溫室氣體排放的潛力?！?/p>

氫燃料電池是中型和重型公路運(yùn)輸?shù)睦硐脒x擇，包括卡車(chē)和公共汽車(chē)，并且還可用于海洋、鐵路和航空應(yīng)用。

鑒于全球都致力于減少運(yùn)輸排放，因此未來(lái)中型和重型運(yùn)輸需要實(shí)現(xiàn)電氣化，無(wú)論是采用電池還是氫燃料電池。與電池驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛相比，燃料電池可為遠(yuǎn)程應(yīng)用提供快速燃料和充足的燃料存儲(chǔ)。幾十年來(lái)，研究人員一直在探索可以在100℃以上運(yùn)行的燃料電池，通過(guò)更好的熱量和水管理來(lái)實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的燃料電池系統(tǒng)。雖然需要額外操作來(lái)確定重型應(yīng)用所需的耐用性，但這項(xiàng)研究提供了一種可在炎熱和干燥條件下制造高性能燃料電池的解決方案。

傳統(tǒng)的高溫聚合物電解質(zhì)膜燃料電池在電極處的電解質(zhì)為磷酸作。但在這項(xiàng)研究中，洛斯阿拉莫斯團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種由膦化聚合物和全氟磺酸組成的聚合物電解質(zhì)。在這種復(fù)合電解質(zhì)結(jié)構(gòu)中，研究小組發(fā)現(xiàn)全氟磺酸中的一個(gè)質(zhì)子會(huì)轉(zhuǎn)移到膦化聚合物上，并顯著提高了質(zhì)子傳導(dǎo)性。通過(guò)采用復(fù)合聚合物電解質(zhì)，研究人員能夠在160℃溫度下實(shí)現(xiàn)燃料電池每平方厘米近800毫瓦的額定功率密度，比磷酸基燃料電池高60%。

此項(xiàng)研究由美國(guó)能源部（DOE）高級(jí)研究計(jì)劃署能源（ARPA-E）提供支持，旨在開(kāi)發(fā)用于運(yùn)輸應(yīng)用的創(chuàng)新高溫聚合物電解質(zhì)燃料電池。