德国亥姆霍兹研究中心协会 该材料由嵌有纳米颗粒的Nafion组成
信用:B
马托斯/IPEN 乙醇具有五倍高的体积能量密度(6
7千瓦时/升)比氢气(1
3千瓦时/升)，可安全用于燃料电池发电
特别是在巴西，人们对更好的乙醇燃料电池有着浓厚的兴趣，因为该国销售以可再生方式从甘蔗中生产的低成本乙醇
理论上，乙醇燃料电池的效率应该是96%，但实际上在最高功率密度下，由于各种原因，它的效率只有30%
所以还有很大的改进空间
具有纳米颗粒的Nafion 由Dr
因此，巴西IPEN研究所的布鲁诺·马托斯正在研究直接乙醇燃料电池的新型复合膜
一个有前途的解决方案是定制新的聚合物基复合电解质材料，以取代最先进的聚合物电解质，如Nafion
马托斯和他的团队使用熔融挤出工艺来生产基于Nafion的复合膜，该复合膜具有额外的钛酸盐纳米颗粒，这些纳米颗粒已经用磺酸基团进行了功能化
BESSY的红外实验 马托斯的团队现在已经在BESSY II的红外光束线IRIS上彻底分析了Nafion复合膜的四种不同成分
小角x光散射测量证实钛颗粒与钠离子的离聚物基质协同相互作用
质子传导性增加 使用红外光谱，他们观察到在功能化纳米粒子的磺酸基团之间形成了化学桥
此外，通过跟踪质子沿着离子簇的运动，他们发现复合膜中的质子传导率增加，即使在高浓度的纳米粒子中也是如此
“这是一个真正的惊喜，我们没有想到，”博士说
HZB——IRIS光束线的科学家Ljiljana Puskar说
随着纳米粒子的增加，电导率的降低是阻碍高性能复合材料发展的主要障碍之一
较高的质子传导率可以允许更好的电荷载流子迁移率，从而提高直接乙醇燃料电池的效率
熔融挤出的优势 “这种复合膜可以通过熔融挤出来生产，这将允许它们在工业规模上生产，”马托斯指出
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