近期美國(guó)科學(xué)家已開(kāi)發(fā)出全新的燃料電池，工作電壓是現(xiàn)有燃料電池的兩倍以上，未來(lái)更有望以低成本助無(wú)人水下載具、無(wú)人機(jī)和電動(dòng)飛機(jī)一臂之力。

通常提到電池儲(chǔ)能技術(shù)，人們首先想到的或許都是鋰離子電池，但除此之外，燃料電池也是儲(chǔ)能界的明日之星，只要穩(wěn)定供應(yīng)氧和燃料來(lái)源，燃料電池就可持續(xù)不間斷的提供電力。

燃料電池發(fā)展至今，各地科學(xué)家也已研發(fā)出不同類(lèi)型的電池技術(shù)，像是近期美國(guó)圣路易斯華盛頓大學(xué)工程團(tuán)隊(duì)便打造出全新的直接硼氫化物燃料電池（direct borohydride fuel cell，DBFC），工作電壓更是現(xiàn)有燃料電池技術(shù)的 2 倍以上。

其中DBFC是一種新型的燃料電池，為堿性燃料電池的一員，基本上是將硼氫化鈉或硼氫化鉀當(dāng)做燃料，具有功率密度高、綠色無(wú)污染、燃料易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，且由于該技術(shù)不需要昂貴的鉑催化劑，成本比一般燃料電池還要低，更可應(yīng)用在小型攜帶式電子產(chǎn)品上，近年來(lái)頗受科學(xué)家歡迎。

（Source：圣路易斯華盛頓大學(xué)）

具中性浮力易搭配

圣路易斯華盛頓大學(xué)團(tuán)隊(duì)最近則成功在 DBFC 有所突破，透過(guò)開(kāi)發(fā)新型離子交換膜：pH 梯度微型雙極界面（pH-gradient-enabled microscale bipolar interface，PMBI），讓新電池能以低成本為任何交通運(yùn)輸工具供電，包括水中無(wú)人機(jī)、無(wú)人機(jī)，甚至是電動(dòng)飛機(jī)，這些都是目前鋰離子電池難以抵達(dá)的境界。

圣路易斯華盛頓大學(xué)工程學(xué)院能源、環(huán)境與化工教授 Vijay Ramani 表示，PMBI 是新電池的核心技術(shù)，其具有中性浮力（在水中不會(huì)往上或往下浮）優(yōu)勢(shì)，它讓科學(xué)家可在水下載具使用搭配液態(tài)反應(yīng)物與產(chǎn)品的燃料電池。

新型 DBFC 跟其他燃料電池一樣，主要由陽(yáng)極、電解質(zhì)和陰極組成，而該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的電池是分別在正負(fù)陰陽(yáng)極放入酸性電解質(zhì)與堿性電解質(zhì)，并運(yùn)用 PMBI 防止酸堿電解質(zhì)相互混合，最終形成 pH 梯度來(lái)傳遞離子，運(yùn)用兩極之間的電壓差來(lái)發(fā)電。

開(kāi)發(fā)新型離子交換膜為長(zhǎng)久以來(lái)的大挑戰(zhàn)，論文主要作者 Zhongyang Wang 指出，自從 PBMI 可順利運(yùn)作后，團(tuán)隊(duì)已進(jìn)一步優(yōu)化高效率燃料電池設(shè)計(jì)，未來(lái)則將持續(xù)研究電池在水下無(wú)人機(jī)、無(wú)人機(jī)等設(shè)備的應(yīng)用。目前研究已發(fā)表在《Nature Energy》。

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