加拿大化学家发现燃料电池制造新材料

日前，加拿大卡尔加里大学的化学家杰夫·赫德和乔治·史密苏共同发现了一种新物质。它性能优越，让聚合物电解质膜燃料电池（PEM）能够在更高温的环境下工作。此次发现极为重要，因为它能帮助聚合物电解质膜燃料电池显著提高能效、降低成本。聚合物电解质膜燃料电池是上世纪60年代兴起的第五代燃料电池，以其诸多优点正引起人们越来越多的关注和研究。其中作为电解质的功能高分子膜是这类燃料电池的“心脏”，起着隔离阴阳极、绝缘电子和选择性输运质子的作用。它的性能决定着聚合物电解质膜燃料电池的输出功率、电池效率、成本及应用前景。而新发现材料恰恰与电解质膜紧密相关。

　　史密苏教授对这一发现信心满满，他说：“这一研究将改变人们对应用于燃料电池上的物质的理解。”来自加尔克里大学、加拿大国家研究委员会分子科学研究所的研究人员共同撰写了一篇学术论文，介绍此次新发现，并已发表在《自然化学》杂志的网络版上。

　　从本质上讲，燃料电池是一个小型电气化学能源转化装置，能在有氧的情况下，将化学能转化成水和电能。在氢燃料电池中，水通常是离子（质子）的载体。而在此次研究中，研究人员使用的是固定在分子支架中的高温沸腾分子。

　　眼下广泛使用的聚合物电解质膜燃料电池一般能在90 °C的温度下利用氢气生产能量。而如果将史密苏教授他们此次发现的物质应用于燃料电池，则能使燃料电池在150°C的高温情况下工作。这一点最终会导致燃料电池的成本下降，因为在高温条件下，将氢气转化为能量所需的贵金属量更少。现有氢燃料电池中一般都含有极为昂贵的金属铂（俗称白金）。与此同时，高温能使电池内的化学反应速度加快，从而提高电池效率。

　　加拿大巴拉德能源系统公司（一家设计并制造氢燃料电池的公司）研发部主管凯文·科尔博称此次发现意义十分重大。他说：“我们相信，如果这些材料的传导性、耐用性能够进一步加强，它们将为我们提供新一代聚合物电解质膜燃料电池的电解质膜。”