中國儲能網訊：目前市面上已經有不少在馳騁的氫燃料電池車，但是澳大利亞墨爾本皇家理工大學的研究人員們，卻又提出了一個“質子流電池”的概念。如果該技術能夠普及，就可以壯大以氫為基礎的電力能源系統(tǒng)的覆蓋范圍，并讓它成為鋰離子電池的潛在替代品。當然，與需要生產、儲存和回收氫氣的常規(guī)氫電能系統(tǒng)不同，質子流器件的工作方式，更像是一個傳統(tǒng)意義上的電池。
John Andrews副教授及其“質子流電池系統(tǒng)”初步驗證概念原型
傳統(tǒng)系統(tǒng)需要電解水并分離出氫氣和氧氣，然后將之分別存儲于燃料電池的兩端。在需要產生電能的時候，氫氣和氧氣會被送到用于化學反應的電解槽。
不過，質子流電池的操作卻有所不同——因為它在可逆質子交換膜(PEM)燃料電池上集成了一個金屬氫化物存儲電極。
這款原型裝置的大小為65x65x9毫米
據(jù)該項目首席研究員、皇家墨爾本理工大學(RMIT)航空航天學院機械與制造工程系副教授John Andrews表示：“創(chuàng)新的關鍵在于一個集成了存儲電極的可逆燃料電池。我們已經完全去掉了從質子到氣體的整個過程，并且讓氫氣直接走入固態(tài)存儲器”。
該轉換系統(tǒng)將電能儲存于氫元素上，然后“再生”電力
充電的過程，不包含將水分解成氫氣和氧氣、并將氫氣儲存起來的過程。在這個概念系統(tǒng)中，電池需要分解水產生質子(氫離子)，然后在燃料電池的一個電極上，將電子和金屬顆粒結合起來。
最終，能量通過固態(tài)金屬氫化物的形式被存儲了起來。而在反向的流程中，它又可以產生電(和水)，并讓質子與空氣中的氧氣結合起來(生成水)。
集成了固態(tài)質子存儲電極的“可逆燃料電池”(X代表與氫元素綁定的固態(tài)金屬原子)
Andrew教授表示，“由于在充電模式時只有水流過——放電模式時只有空氣流過——我們便將新系統(tǒng)稱作 質子流電池 。與鋰離子相比，質子電池要更加經濟得多——因為鋰需要從相對稀缺的礦物、鹽水或粘土等資源中開采出來”。
研究人員表示，原則上，質子流電池的能源效率可以媲美鋰離子電池，但是能量密度卻要大得多。Andrew教授表示，“最初的實驗結果令人振奮，但在投入商用之前，還有大量的研究和開發(fā)工作要進行”。
該團隊已經打造出了大小僅65x65x9毫米(2.5x2.5x0.3英寸)的初級概念驗證原型，并在《國際氫能》雜志(International Journal of Hydrogen Energy)上發(fā)表了論文。
