新型燃料电池提供更高的灵活性

基于新发现的基于聚合物的材料的新型燃料电池可以弥合两种现有类型的聚合物燃料电池的工作温度范围之间的差距，这一突破具有加速汽车低成本燃料电池商业化的潜力和固定式应用。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的一个小组与日本国家先进工业科学技术研究所的Yoong-Kee Choe和桑迪亚国家实验室的Cy Fujimoto合作，发现用磷酸-季铵离子对制成的燃料电池可以用作燃料电池。在有水和无水的情况下均可在80°C至200°C的温度范围内运行，从而提高了燃料电池在一定条件下的可用性。这项研究发表在《自然能源》杂志上。

Los Alamos的项目负责人Yu Seung Kim表示：“基于聚合物的燃料电池被视为汽车和固定能源系统未来的关键技术。“在尽可能宽的工作温度和耐水性下运行燃料电池具有巨大的好处。但是当前的燃料电池汽车需要加湿的进气流和大型散热器以散发废热，这会大大增加燃料电池系统的成本，因此人们我们一直在寻找能够在灵活的工作条件下传导质子的材料。我们现在发现了这种材料，这非常令人兴奋。”

自1970年代以来，Los Alamos一直是燃料电池研究的领导者。燃料电池技术可通过减少石油消耗，减少温室气体排放和减少空气污染，极大地有利于该国的能源安全，环境和经济。当前的研究工作支持实验室未来与能源安全和材料相关的任务。

当前，存在两种主要的基于聚合物的燃料电池。一类是需要水进行质子传导并且不能在100°C以上运行的低温燃料电池。另一种是高温燃料电池，无需水即可在高达180°C的温度下运行;但是，在低于140°C的吸水条件下性能会下降。

该研究小组发现，磷酸根-季铵离子对具有更强的相互作用，即使在冷凝水的条件下，也可以有效地传输质子。

金说：“这一发现是在我们研究具有季铵基的碱性氢氧化物导电膜时发生的。” Kim说：“虽然碱性膜只能在高pH条件下工作，但是人们想到碱性膜可以在低pH条件下与磷酸结合使用。” “这是一个激动人心的时刻，当Choe带来的计算数据表明，季铵盐和二磷酸盐之间的相互作用比传统的酸碱相互作用强8.7倍。”

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