迄今為止zui小燃料電池研制成功

 美國伊利諾伊大學(xué)厄本那—香檳分校薩耶德·默哈達(dá)姆等科學(xué)家提出了一種新型的微燃料電池設(shè)計方案。這種微燃料電池可以在不消耗電能的情況下發(fā)電。新型電池由四個部分組成。上層是一個蓄水池，下層是一個裝有金屬氫化物的燃料膛，中間以一層薄膜隔開。在金屬氫化物的燃料膛下方，還有一組電極。薄膜上有許多小孔，使得蓄水池中的水分子可以以水蒸氣的形式進(jìn)入燃料膛。水分子進(jìn)入燃料膛后，與金屬氫化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣。氫氣隨之會充滿整個燃料膛，并向上沖擊薄膜，阻止水流繼續(xù)流入。然后，氫氣會在燃料膛下層的電極處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成電流。隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，燃料膛內(nèi)氫氣會逐漸減少，氣壓下降，蓄水池中的水蒸氣會再次進(jìn)入開始下一輪化學(xué)反應(yīng)。
 
    新電池體積非常小，規(guī)模為3×3×1毫米，且沒有重力，其表現(xiàn)張力可以控制水流。這意味著，即使處于移動或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，這種電池也能夠很好地工作，因此它應(yīng)用于一些便攜式小電器。zui初，這種電池可以產(chǎn)生0.7伏電壓和0.1毫安電流，電池燃料可以持續(xù)30小時左右?，F(xiàn)在，默哈達(dá)姆的產(chǎn)品，在電壓仍為大約0.7伏的情況下，已經(jīng)可以產(chǎn)生1毫安電流。當(dāng)然，這種電壓和電流仍然無法驅(qū)動，但足以為一些簡單的電子系統(tǒng)提供電能。
 
    法國里爾大學(xué)微燃料電池專家史蒂夫·阿斯科特認(rèn)為，雖然這種體積僅為9立方毫米的電池比較小，但其能量仍然不足以投入實(shí)際應(yīng)用。阿斯科特曾經(jīng)利用甲醇作為燃料研制出一種微燃料電池，其容量是默哈達(dá)姆電池的3倍，其能量密度大約為默哈達(dá)姆電池的10倍。但是，默哈達(dá)姆研究團(tuán)隊科學(xué)家馬克·香農(nóng)指出，這兩款產(chǎn)品不能直接對比。大多數(shù)燃料電池都是依靠外部燃料，而默哈達(dá)姆電池采用的是其內(nèi)部燃料。
 
    燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地出來。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”?？茖W(xué)家們1839年提出了燃料電池的概念，至今已經(jīng)發(fā)展了一百余年的歷史。燃料電池十分復(fù)雜，涉及化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)、電催化、材料科學(xué)、電力系統(tǒng)及自動控制等學(xué)科的有關(guān)理論，具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。在太空飛行中，燃料電池實(shí)質(zhì)上是以控制爆炸的觀念進(jìn)行設(shè)計的，太空船上的燃料電池是用來聚集星際之間的氫氣所產(chǎn)生的能量之用。太空船的太陽能板所聚集的電磁和太陽能將會轉(zhuǎn)換成電能，而電能會用來慢慢地將存放在燃料電池內(nèi)的氫置換成燃料。

迄今為止zui小燃料電池研制成功