质子交换膜燃料电池(PEMFC)处于车辆清洁能源解决方案的前沿,有望实现零排放、高效率和最小噪音。尽管有这些优点,但广泛采用的道路却受到严重的耐用性和寿命挑战的阻碍。这些障碍主要是由于燃料电池在多变且通常恶劣的汽车运行条件下的脆弱性造成的。
2024年2月27日发表在《EnergyStorageandSaving》杂志上的一篇新评论研究了汽车环境中PEMFC的各种降解机制。它强调加速应力测试方法的应用,并提供增强PEMFC耐久性的策略。
研究小组对质子交换膜燃料电池面临的障碍进行了深入研究,从恶劣反应引起的膜化学分解和对维持电池完整性至关重要的碳支撑腐蚀,到变化的操作需求导致的机械磨损。此外,该研究还强调了经常被忽视的杂质如何渗透系统并进一步加速降解,从而阻碍耐用质子交换膜燃料电池的开发。
通过直接面对这些问题,该研究引入了开创性的方法,包括应用加速压力测试(AST)方法。这些方法有效地模拟了质子交换膜燃料电池在实际汽车应用中遇到的恶劣条件,提供了对化学、机械和杂质引起的劣化等各种降解机制的全面分析。还从多个方面提出了耐久性改进的建议。
研究团队负责人屠正凯表示:“了解和减轻质子交换膜燃料电池在汽车应用中的退化对于充分发挥其作为可持续能源的潜力至关重要。我们的全面分析为克服耐久性挑战提供了新的视角和解决方案,使我们能够更接近这项清洁技术的商业化。”
这种方法不仅揭示了质子交换膜燃料电池的弱点,而且还为创新更具弹性的材料和设计指明了方向。通过解决质子交换膜燃料电池的致命弱点,这项研究推动我们更接近未来,用清洁、高效和耐用的燃料电池为我们的车辆提供动力,标志着可持续交通的重大飞跃。
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