氨燃料電池的研制

燃料電池是無污染的電源,它將化學能高效率轉化為電能,并且實現了零排放。燃料電池汽車、卡車和公共汽車將使人們長途行駛時加油方便,并且減少了碳足跡。特拉華大學的研究人員正在研究開發使燃料電池更便宜和效率更高的技術，以使燃料電池汽車有朝一日能成為可行的選擇。傳統的燃料電池研究涉及氫燃料電池，而特拉華大學研究人員正在研究的是利用氨來代替氫的燃料電池。

催化科學與技術中心的工程師團隊發表在《Joule》雜志上的一項新研究認為，在由可再生能源生產的燃料中，氨每加侖汽油當量的成本最低。特拉華大學博士后助理，主要作者之一的Brian Setzler 說：“作為一種氮基液體燃料，氨的儲存和分送比氫更便宜，并且避免了其他液體燃料排放的二氧化碳，這些燃料排放的二氧化碳捕獲成本很高。”

然而，研究團隊面臨的挑戰是氨在質子交換膜燃料電池中不起作用，并且氨比氫更難氧化，這使得氨燃料電池產生的功率比氫燃料電池小。該團隊使用氫氧化物交換膜燃料電池解決了第一個問題，這種燃料電池已經在特拉華大學著名的工程教授Yushan Yan 的實驗室中研究了十多年。

在美國能源部高級研究計劃局-能源（ARPA-E）的REFUEL 計劃提供的250 萬美元贈款資助下，特拉華大學研究團隊研制出了一種新的燃料電池膜，它可以在更高的溫度下操作，加速了氨的氧化。他們還確定了一種不會被氨中毒的催化劑。該論文的第一作者，助理研究員Zhao Yun（自從2016 年以來一直致力于直接氨燃料電池的研究）說，“通過這些改進，我們證明了一種新的直接氨燃料電池原型的峰值功率密度為135 mW/k2，這樣就大大縮小了與氫氣性能的差距。”