INRS国家科学研究所 信用:Pixabay/CC0公共域 INRS大学教授穆罕默德·穆罕默德的研究小组设计了一种绿色无膜燃料电池，它使用空气中的氧气
这种创新的微流体应用的结果——在加拿大尚属首次——发表在《可再生和可持续能源评论》上
传统燃料电池无处不在
它们为电动汽车提供动力，并为1969年阿波罗登月中使用的计算机提供动力
这些燃料电池在使用时会失去电压，最终停止工作
这是因为燃料电池阳极室中的醇分子(甲醇或乙醇)穿过隔膜，将它们与阴极室隔开
阴极室中的氧分子与酒精反应，导致电压下降
科学家们试图开发一种阻止酒精分子通过的膜，但没有成功
9月8日发表的这项研究的主要作者穆罕默德·穆罕默德教授采取了另一种策略:开发一种无膜燃料电池
他的新颖解决方案成本更低，制造步骤更少，但未能解决一个关键挑战
“除去膜后，甲醇或乙醇会与氧气反应，就像传统燃料电池一样
为了防止电压下降，我们不得不在阴极室开发选择性电极
这些电极是由博士生胡安·卡洛斯·阿布雷戈·马丁内斯设计的，在酒精分子存在的情况下保持不活动，但对产生电能的氧气很敏感，”穆罕默德教授解释说
他提到了这种无膜燃料电池的另一个独特特性:它使用周围空气中的氧气
从模型到原型 研究人员建立工作原型的第一步是运行由INRS博士后研究员、该研究的主要作者阿隆索·莫雷诺·祖利亚创建的数值模拟
通过计算机建模，研究小组测试了燃料电池中选择性电极的不同配置
“传统的燃料电池就像中间有膜的三明治
我们选择了单层设计
我们必须确定如何安排和间隔电极，以最大限度地利用燃料，同时记住周围空气中的氧气浓度，”穆罕默德教授说
一旦研究人员确定了配置，他们就测试了一个原型，这个原型成为了概念的证明
这种无膜燃料电池只用234微升甲醇为一个发光二极管供电4小时
研究人员希望优化燃料电池，使其能够使用乙醇，一种可以从生物质和农业废弃物中生产的更绿色的燃料
每单位体积的乙醇也能提供更多的能量
该团队希望燃料电池能为移动电话等便携式电子设备和空气污染传感器等微系统提供动力
与传统的储存电能且必须充电的电池不同，只要有燃料，燃料电池就会继续产生能量
“当无法充电时，这种能量供应方法特别有效
想象一下在沙漠的中央，没有电
穆罕默德教授说:“你可以用一个连接到手机上的乙醇小胶囊给手机充电。”
这项开创性的技术已经引起了业界的关注，尽管研究团队还处于原型阶段
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