美研制出直徑三毫米迄今最小燃料電池

　　北京時(shí)間1月13日消息，據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家最近成功地研制出了迄今世界上最小的燃料電池，這種電池的直徑只有3毫米，可以產(chǎn)生0.7伏的電壓并能持續(xù)供電30個(gè)小時(shí)。

　　美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校薩耶德-默哈達(dá)姆等科學(xué)家提出了一種新型的微燃料電池設(shè)計(jì)方案。這種微燃料電池可以在不消耗電能的情況下發(fā)電。新型電池由四個(gè)部分組成。上層是一個(gè)蓄水池，下層是一個(gè)裝有金屬氫化物的燃料膛，中間以一層薄膜隔開(kāi)。在金屬氫化物的燃料膛下方，還有一組電極。薄膜上有許多小孔，使得蓄水池中的水分子可以以水蒸氣的形式進(jìn)入燃料膛。水分子進(jìn)入燃料膛后，與金屬氫化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣。氫氣隨之會(huì)充滿整個(gè)燃料膛，并向上沖擊薄膜，阻止水流繼續(xù)流入。然后，氫氣會(huì)在燃料膛下層的電極處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成電流。隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，燃料膛內(nèi)氫氣會(huì)逐漸減少，氣壓下降，蓄水池中的水蒸氣會(huì)再次進(jìn)入開(kāi)始下一輪化學(xué)反應(yīng)。

　　新電池體積非常小，規(guī)模為3×3×1毫米，且沒(méi)有重力，其表現(xiàn)張力可以控制水流。這意味著，即使處于移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，這種電池也能夠很好地工作，因此它最適合應(yīng)用于一些便攜式小電器。最初，這種電池可以產(chǎn)生0.7伏電壓和0.1毫安電流，電池燃料可以持續(xù)30小時(shí)左右?，F(xiàn)在，默哈達(dá)姆的最新產(chǎn)品，在電壓仍為大約0.7伏的情況下，已經(jīng)可以產(chǎn)生1毫安電流。當(dāng)然，這種電壓和電流仍然無(wú)法驅(qū)動(dòng)移動(dòng)電話，但足以為一些簡(jiǎn)單的電子系統(tǒng)提供電能。

　　法國(guó)里爾大學(xué)微燃料電池專家史蒂夫-阿斯科特認(rèn)為，雖然這種體積僅為9立方毫米的電池比較小，但其能量仍然不足以投入實(shí)際應(yīng)用。阿斯科特曾經(jīng)利用甲醇作為燃料研制出一種微燃料電池，其容量是默哈達(dá)姆電池的3倍，其能量密度大約為默哈達(dá)姆電池的10倍。但是，默哈達(dá)姆研究團(tuán)隊(duì)科學(xué)家馬克-香農(nóng)指出，這兩款產(chǎn)品不能直接對(duì)比。大多數(shù)燃料電池都是依靠外部燃料，而默哈達(dá)姆電池采用的是其內(nèi)部燃料。

　　燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái)。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”?？茖W(xué)家們1839年首次提出了燃料電池的概念，至今已經(jīng)發(fā)展了一百余年的歷史。燃料電池十分復(fù)雜，涉及化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)、電催化、材料科學(xué)、電力系統(tǒng)及自動(dòng)控制等學(xué)科的有關(guān)理論，具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。在太空飛行中，燃料電池實(shí)質(zhì)上是以控制氫彈爆炸的觀念進(jìn)行設(shè)計(jì)的，太空船上的燃料電池是用來(lái)聚集星際旅行之間的氫氣所產(chǎn)生的能量之用。太空船的太陽(yáng)能板所聚集的電磁和太陽(yáng)能將會(huì)轉(zhuǎn)換成電能，而電能會(huì)用來(lái)慢慢地將存放在燃料電池內(nèi)的氫置換成燃料。