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燃料电池从入门到精通——第七篇:充满贵族气息的燃料电池

已有 1123 次阅读 2023-2-20 18:02 |个人分类:好好学习|系统分类:科研笔记

燃料电池是含着真金白银出身的,第一个燃料电池就是采用了白金(Pt)作为催化剂,完成了氢气和氧气一起发电的任务。所以,燃料电池老兄从出生的那一刻就充满了贵族气息。即使到了今天,燃料电池老兄的待遇还是一点没有降低,甚至还喜欢上了更多昂贵的装饰,把自己宠成了小王子了。所以,像我们这些平民老百姓是无法跟他交朋友的。

而他的亲兄弟姐妹就不一样了。比如锂离子电池小妹,虽然锂离子稍微贵一点,但是比白金还便宜多了。所以锂离子电池小妹非常的亲民,她也很爱干净,而且能力也不弱,所以大家都喜欢跟她做朋友。发明她的几个科学家还获得了今年的诺贝尔化学奖,其中包括一个叫做Goodenough的老教授,都90多岁了,还非产热爱科研,每天还去实验室搞研究,非常宁人敬佩。

那么燃料电池老兄怎么会搞的越来越贵族化,离我们老百姓越来越远的呢?其听我慢慢道来,就知道燃料电池老兄是怎么成长起来的,那些坏毛病是怎么一步步养成的。我们可不要学他哟。

首先,在他出生的时候,Grove老先生就使用非常昂贵的白金,这样立刻使燃料电池老兄拥有的生命力。催化剂就像燃料电池的肠胃,用来消化燃料的,吸收燃料的能量,并用电能的形式传递出来。随着时间的流逝,人们发现,燃料电池老兄完全不能离开白金了,白金就像护身符一样守护者燃料电池老兄。燃料电池老兄一离开白金催化剂,他要么变的有气无力,要么小命不保。所以,燃料电池老兄一直有“大金链子小手表”的贵族习惯,并不是他的问题,是科学家们一直没有找到可以替代白金的催化剂。

第二,燃料电池老兄特别挑食。虽然说他一直喜欢吃氢气这种食物,但是对这个食物的要求特别的高。燃料电池老兄在吃氢气的时候要求氢气的纯度非常高,10000个氢气分子里面不能找到另外一个杂质分子。这么挑食一般人也伺候不好他。就好像我们去饭店吃东西,看到另外一个客人非常挑剔,吃芹菜的时候要求每根芹菜要一样长,这让厨师非常的为难,饭店的生意也不好做啊。

第三,燃料电池老兄后面有喜欢上了另外一些价格昂贵的东西。比如上一篇提到的质子交换膜就非常的昂贵,价格跟黄金有一拼。另外,燃料电池中把电流引导出来的物质也非常的贵,有的还需要2000度的高温处理。这些东西原来不是标配,结果用了一下之后就上瘾了,没法戒掉,一直到现在。

经过这样一番经历,燃料电池老兄彻底贵族化了,必须要穿金戴银,否则不是没精打采,就是小命不保。虽然大家也都知道燃料电池老兄的基因非常厉害,能力非常强大,但是他太不亲民,一直远离我们老百姓。只有在科学家的实验、宇宙飞船,以及像美国一样不差钱的军队才能找到他。

我们中科学院苏州纳米所的实验室也是做燃料电池研究的,我们做研究的过程中也觉得燃料电池特别的贵,每次买东西组装电池的时候都觉得难以接受。但是,宇宙飞船就不觉得他贵了,因为每发射一千克的物体到太空,都要花费好几万美元,燃料电池相对于发射费用来说就便宜多了。所以只要燃料电池的能力强大就行了。

美国宇航局(NASA)在载人登月飞船中使用了燃料电池。阿波罗号登月飞船使用的碱性燃料电池总重100kg,总功率1.5kW,电极面积约700平方厘米。燃料电池价格比蓄电池便宜,电池反应是化学反应不受卡诺循环限制,能量转换效率可高达50-60%,体积小重量轻,副产物水还可以供宇航员饮用,因此受到NASA青睐。从1968年到1972年,12次飞行任务内燃料电池没有出现任何事故。显然,宇航大叔在所有的职业中也是属于贵族行列,没有多少职业能跟他相比,所以宇航大叔跟燃料电池老兄组成了一个贵族俱乐部,很多年以来一直跟平民老百姓绝缘。

但是,燃料电池老兄的能力实在是太强了,魅力难以抵挡,平民老百姓也深受他的吸引。一直到20世纪90年代,普通的人民开始有机会接触燃料电池了。

具体怎么样,请看下一篇:燃料电池的平民化进程




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