自修复隔膜可大幅提高FC使用寿命

据fuelcellsworks网站近日消息，美国特拉华大学科研人员为氢燃料电池开发了一种自愈合薄膜材料，使用该材料可自行修复电池质子交换膜上出现的裂纹和小孔。该项研究对提供膜电极耐久性、延长燃料电池使用寿命、降低成本具有重要意义。

燃料电池技术商业化面临的主要挑战之一是其关键组件质子交换膜（全氟磺酸聚合物膜，又称Nafion^®膜）耐久性差。在电池工作过程中，Nafion^®膜受到化学和机械降解作用，易出现裂纹和小孔，从而降低了电池的寿命。

在燃料电池工作时，对Nafion^®膜进行检测和修复是不可能的，目前唯一的解决方案是对膜电极组件进行整体更换，这样价格是非常昂贵的。

为了解决这一问题，特拉华大学机械工程系的3名研究人员Ajay Prasad、Liang Wang和Suresh Advani成功开发出了一种预装有全氟磺酸溶液的微胶囊，可自行修复Nafion^®上出现的缺陷，不仅可以延长电池的使用寿命，提高系统安全性，还有望降低电池全生命周期的成本。日前，该项研究成果已发表在了《电化学学会》期刊上，相关的专利申请也已提交。

当Nafion^®膜上出现破损时，这种微胶囊就会释放全氟磺酸溶液，填充出现缺陷的地方。这种改进Nafion^®膜已经通过了耐久性测试，证实了自愈合能力可大幅延长燃料电池的使用寿命。

特拉华大学燃料电池研究中心主任Prasad称，这一发现是氢燃料电池聚合物膜技术发展的重大突破，展现了燃料电池替代汽车内燃机的应用潜力，未来在固定设备或移动平台上都具有广泛的应用前景。

该项研究获得特拉华大学燃料电池巴士开发计划支持，该计划最终由联邦运输管理局基金资助。