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當前的燃料電池的運行溫度為60-80℃，因此需要大型散熱器和進氣口才能保持溫度。據外媒報道，為解決該問題，洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）的科學家們開發出一種可在80-160℃下運行的新型聚合物燃料電池，其額定功率密度比最先進的燃料電池更高，解決了長期存在的過熱問題。而過熱問題也是卡車和公共汽車等交通運輸工具使用中型和重型燃料電池面臨的主要技術障礙之一。

（圖片來源：洛斯阿拉莫斯國家實驗室）

洛斯(si)阿拉莫斯(si)材料合(he)成(cheng)與集成(cheng)器件組（Materials Synthesis&Integrated Devices group）研究人員Yu Seung Kim表示：“燃(ran)料電池是(shi)一(yi)種能量轉換裝置(zhi)，通過(guo)電化學結合(he)空氣(qi)中的氫和氧來發電。與其(qi)他電動汽車一(yi)樣，燃(ran)料電池汽車是(shi)零排(pai)放汽車，并沒有(you)與煙霧相關或溫室氣(qi)體(ti)尾氣(qi)排(pai)放。此外，氫氣(qi)可以從多種國內資(zi)源中生產(chan)，具有(you)零溫室氣(qi)體(ti)排(pai)放的潛力。”

氫燃料電池是(shi)中型和重型公路運輸的理想(xiang)選擇，包(bao)括卡車和公共(gong)汽(qi)車，并且(qie)還(huan)可用于海洋、鐵路和航(hang)空應用。

鑒(jian)于全球(qiu)都致力于減少運(yun)(yun)輸排放，因(yin)此未來中型(xing)和(he)(he)重型(xing)運(yun)(yun)輸需要實現電(dian)氣(qi)化，無論是采用(yong)(yong)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)還是氫燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)。與電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)驅動(dong)的(de)車輛相比，燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)可(ke)為遠程應(ying)用(yong)(yong)提(ti)供快速燃(ran)(ran)料(liao)和(he)(he)充(chong)足的(de)燃(ran)(ran)料(liao)存儲(chu)。幾十年來，研(yan)究人員一(yi)直(zhi)在探(tan)索可(ke)以(yi)在100℃以(yi)上運(yun)(yun)行的(de)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，通過更好的(de)熱(re)量和(he)(he)水管理來實現更簡單(dan)的(de)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)系統。雖然需要額外操作來確定重型(xing)應(ying)用(yong)(yong)所需的(de)耐用(yong)(yong)性(xing)，但這項研(yan)究提(ti)供了一(yi)種可(ke)在炎熱(re)和(he)(he)干燥條(tiao)件(jian)下制造高性(xing)能燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)解決(jue)方案。

傳統(tong)的高溫聚合(he)物電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極處的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)為磷(lin)酸(suan)(suan)作。但在(zai)這項(xiang)研究(jiu)(jiu)中(zhong)，洛斯(si)阿拉莫(mo)斯(si)團隊設計出一種(zhong)由膦(lin)化聚合(he)物和全氟磺(huang)酸(suan)(suan)組成(cheng)的聚合(he)物電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)。在(zai)這種(zhong)復(fu)合(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)結構中(zhong)，研究(jiu)(jiu)小組發現全氟磺(huang)酸(suan)(suan)中(zhong)的一個質(zhi)子會轉移到(dao)膦(lin)化聚合(he)物上，并顯著(zhu)提高了質(zhi)子傳導性。通(tong)過采(cai)用復(fu)合(he)聚合(he)物電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)，研究(jiu)(jiu)人(ren)員能夠在(zai)160℃溫度下實現燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池每平方厘米近800毫瓦的額定功率密度，比磷(lin)酸(suan)(suan)基燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池高60%。

此項研究由美國能(neng)源部（DOE）高級研究計劃署能(neng)源（ARPA-E）提供支(zhi)持，旨在開發用于運輸(shu)應用的(de)創新(xin)高溫聚合物電解質(zhi)燃(ran)料電池(chi)。