研究人開發(fā)出可自愈的薄膜 有助于延長(zhǎng)氫燃料電池壽命。
生物的傷口可以愈合,但是將這個(gè)概念運(yùn)用到材料上的難度就變得有些不同了。好消息是,特拉華大學(xué)的研究人員們已經(jīng)開發(fā)出了一種可以自愈的薄膜,有主于延長(zhǎng)氫燃料電池的使用壽命。這種自愈薄膜含有滿是電解質(zhì)的微膠囊,可在壓力下破裂并堵住孔洞。除了氫燃料電池,這項(xiàng)技術(shù)還有望在自修復(fù)電子產(chǎn)品、繪畫、甚至宇宙飛船船體上得到應(yīng)用。
在一塊氫燃料電池中,經(jīng)常會(huì)用到全氟磺酸薄膜,但它很容易破損。 它像像三明治一樣兩邊夾在陰極和陽(yáng)極之間,但是隨著時(shí)間的推移,它會(huì)在使用過(guò)程中會(huì)慢慢磨損破裂。結(jié)果就產(chǎn)生了裂縫和孔洞,讓氫氣和氧氣直接接觸,造成彼此和整個(gè)電芯的損傷。 項(xiàng)目研究人員 Suresh Advani 表示:“遺憾的是,檢測(cè)薄膜的好壞幾乎是不可能的。唯一的解決方案是整個(gè)替換組裝好的膜電極,但操作成本相當(dāng)高昂”。 為了讓燃料電池可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用,特拉華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種自愈薄膜。 這種自愈薄膜可以修復(fù)大多數(shù)問(wèn)題,原理和包含了微囊劑的自修復(fù)聚合物、混凝土、以及繪畫差不多。在遭遇壓力時(shí),這些微囊劑會(huì)破裂流出并堵住孔洞。 而在此例中,研究人員使用了充滿電解質(zhì)的小氣泡。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá) 220 小時(shí)的耐久性試驗(yàn)之后,研究人員發(fā)現(xiàn)這種微囊劑可以極大改善薄膜的使用壽命,從而緩解燃料電池所面臨的這一難題。 有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情,已經(jīng)刊登在近日出版的《電化學(xué)會(huì)》(Journal of the Electrochemical Society)期刊上。 |