发布日期:2025-08-28 浏览次数:
【搜狐绿色1月13日消息】据英国《新科学家》杂志报道,美国化学工程师最近已经研制出了迄今世界上最小的燃料电池,直径仅三毫米,可以产生0.7伏的电压并能持续供电30个小时。此微型燃料电池将来可望取代便携式电子产品中的电池。
与现在普遍使用的电池相比,同样大的燃料电池能贮存更多的能量。甚至最高级的常规电池其能量密度要比氢燃料电池少数量级。不过,相对燃料电池来说,常规电池容易实现规模化生产。
为了解决这一问题,美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校萨德·墨哈达姆和同事马克·萨伦提出了一种新型的微燃料电池设计方案。他们表示,这种微燃料电池可以在不消耗电能的情况下发电,并能自我控制氢气的产生。
据悉,此新型电池由四个部分组成。上层是一个蓄水池,下层是一个装有金属氢化物的燃料膛,中间以一层薄膜将二者隔开。在金属氢化物的燃料膛下方还有一组电极。此薄膜上有许多小孔,可以让蓄水池中的水能以水蒸气的形式进入燃料膛。水汽一旦进入燃料膛后,就会与金属氢化物发生化学反应并产生氢气。氢气随之会充满整个燃料膛,并向上推举薄膜,阻止水汽继续流入。之后,氢气会在燃料膛下层的电极处发生化学反应,形成PG电子平台网站电流。随着化学反应的进行,燃料膛内氢气会逐渐减少,气压下降,蓄水池中的水蒸气会再次进入,从而保持此化学反应继续进行。
由于此新电池体积非常小,规格为3×3×1毫米,因此它是通过且其表现张力而不是重力来控制其水流速度。这意味着当此电池处于移动或旋转状态下都能正常工作,因此它最适合应用于一些便携式电子产品中。首次研制的这种燃料电池可以产生0.7伏电压和0.1毫安电流,可以持续使用30小时。现在墨哈达姆表示,其最新产品在保持电压为近0.7伏的同样情况下,已经能产生1毫安电流。不过,这样小的电压和电流仍然无法启动手机,因为手机需要几伏的电池,但足可以驱动一些更为简单的电子系统和微型机器人。
法国里尔大学微燃料电池专家史蒂夫·阿斯科特表示,虽然这种仅9立方毫米的电池比较小,但其电力不足,难以有真正的实用应用。阿斯科特最近利用甲醇而非金属氢化物制作出了一种最新的微燃料电池,不过,其大小是是墨哈达姆电池的3倍,功率是每平方厘米12.5毫瓦,是墨哈达姆电池功率的10倍。但萨伦指出,这两种电池不能直接对比。因为大多数燃料电池都是依靠外部燃料供料,而墨哈达姆电池采用的是其内部燃料。那些庞大的燃料电池占用很大的空间,且功率会随使用时间而下降。而从体积来说,此新燃料电池的功率每升相对高了100瓦。墨哈达姆的这一新成果发表在最新出版的《微型电子机械系统杂志》上。(元元)