世界上最小的燃料电池承诺提供更环保的产品


作者:Colin Barras(图片来源:Saeed Moghaddam)(图片来源:微机电系统杂志)世界上最小的工作燃料电池由美国化学工程师创建,距离仅3毫米微型氢燃料电源组的未来版本可以取代便携式设备中的电池虽然现在使用电池来做到这一点,但燃料电池能够在同一空间内存储更多能量即使是最先进的电池也具有比氢燃料箱小一个数量级的能量密度然而,电池比燃料电池的泵和控制电子设备更容易制造小型泵可以使用比它们产生更多的能量伊利诺伊大学厄本那 - 香槟分校的Saeed Moghaddam表示,“制造泵,压力传感器和电子设备来控制系统这么小的体积是不切实际的” “即使它们神奇地制造成这样的规模,它们的功耗也可能超过产生的功率”因此,Moghaddam和伊利诺伊州的一些同事,包括Mark Shannon和Richard Masel,已经想出了一个小型燃料电池的设计在不消耗它的情况下发电新设备只有四个组件薄膜将上面的储水器与下面含有金属氢化物的腔室隔开在金属氢化物室下面有一组电极膜上的微小孔允许水分子作为蒸汽到达相邻的腔室在那里,蒸汽与金属氢化物反应形成氢气,氢气充满腔室,向上推动膜并阻挡水流(见右上图)然而,氢气逐渐耗尽,因为它在腔室下方的电极处作出反应以产生电流当氢气压力下降时,更多的水可以进入以保持反应进行由于该装置非常小 - 仅3毫米乘3毫米乘1毫米 - 表面张力而不是重力控制着水流过系统这意味着即使移动和旋转,单元也能正常工作 - 在口袋小工具内完美生活在燃料耗尽之前,第一批设计产生0.7伏特,电流为0.1毫安,持续30小时,但Moghaddam表示,最新的设计可以在类似的电压下提供大约1毫安的电流他说,这还不足以驱动使用通常额定电压为几伏的电池的手机,但这对于更简单的电子系统或微型机器人来说已经足够了法国里尔大学(University of Lille)的微型燃料电池专家史蒂夫·阿尔斯科特(Steve Arscott)表示,燃料电池的重量仅为9 mm3然而,Arscott补充说,它可能不够强大,无法真正发挥作用他自己最新的微型燃料电池使用甲醇而不是金属氢化物作为氢源,许多微型燃料电池也是如此它是Moghaddam设备体积的三倍,功率密度为每平方厘米12.5毫瓦 - 是小型燃料电池的10倍(Michechanics and Microengineering,DOI:10.1088 / 0960-1317/18/12 / 125019)但香农指出,这两种设备无法直接比较大多数燃料电池由外部燃料供应,而新设备在内部携带燃料笨重的燃料占用了大量空间,因此功率密度下降但他说,以体积衡量,新燃料电池的功率密度相对较高,为每升100瓦期刊参考:微机电系统期刊(DOI:10.1109 / JMEMS.2008.2007250)更多关于这些主题的信息:
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