等离子处理的燃料电池使它恰到好处

燃料电池有望成为一种清洁，可再生的能源。但保持干燥一直是一个挑战，因为它们在将氢和氧转化为电能的过程中产生水。

现在，不列颠哥伦比亚大学的研究人员表示他们可能已经找到了解决方案：用电离氧气或等离子体预处理电极 - 燃料电池的关键组成部分。

“燃料电池需要少量的水分才能工作，但过多的水阻挡了气体通过电池的流动，”该研究的第一作者，材料科学家Benjamin Zahiri说。“等离子处理改变了电极的表面，使多余的水可以沉入底层并排出，而不会使电池变干。”

研究人员将含有多孔碳的燃料电池电极的表面暴露在电离氧气中一分钟。处理在表面上沉积不同量的携氧分子，其吸引水。

“上层接收的分子最多，下一层接收的分子越来越少，”扎希里说。“通过创造逐渐降低的'润湿性'，水从上层向下拉到底层，从那里离开细胞。

“碳层结构本身保持不变。”

该研究的重点是质子交换膜(PEM)燃料电池，这是一种常用于汽车和卡车的燃料电池。

“我们的研究结果表明，等离子体处理可有效促进PEM燃料电池的水运输，”Zahiri说。“疏水性或防水涂料等其他水输送策略成本太高或太复杂，无法生存。”

据研究人员称，等离子体处理也可以很容易地集成到燃料电池组件的制造中。

“它快速，低成本，已经广泛用于制造业，”该研究的资深作者，机​​械工程教授沃尔特梅里达说，他是UBC清洁能源研究中心的负责人。“它不产生任何化学废物，因此对环境友好。”

该团队目前正在探索等离子体处理的其他应用。根据梅里达的说法，等离子体处理可以用于储能中使用的其他多孔材料。它们还可以整合到基于烧碱的工业中，这个市场价值800亿美元。