氫電池研發有譜?日本科學家利用晶體能夠將水與光電解產生氫!

TC

2020/06/19

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2020/06/19

其實電動摩托車所遇到的問題在近年逐漸縮減產量的汽油與柴油引擎車款的時代裡,也並沒有完全達到所謂「環保」的最終目的,充其量,就只是減少了道路使用的排放,但莫忘電動車使用的電池從製造開始到回收處理等層面,其實一直都存在爭議。說穿了,電動車無論二、四輪,在電池科技上也都裝滿著有害的元素與材料,同時也具備與內燃機一樣的生命週期,要說誰真的環保誰真的破壞環境,不如先想想還有沒有其他出路來解這道習題。

氫燃料電池是目前在二輪車世界中相當少見的研究項目技術之一,氫燃料理論已經存在這世上將近200年,但要真的成為轉換化石燃料或是常規金屬元素電池的替代品而言,卻到現今都還無法真的實現。

最近,來自日本的一組科學家透過實驗室製造的鋁摻雜鈦酸鍶晶體,可以達到利用光與水來產生氫氣,使氫燃料電池動力的合成方式有了新的進展。


氫燃料電池如何運作?

燃料電池主要是由陽極、陰極以及電解質膜組成,典型的燃料電池透過氫穿過陽極、氧穿過陰極的方式,在陽極部位,催化劑將氫分子分解為電子與質子,質子穿過多孔電解質膜、而電子進入電路,產生電流與熱能。

陰極部分,質子、電子與氧氣結合則產生水分子(H2O),也因為沒有活動零件(齒輪、活塞與內燃爆炸),因此燃料電池具備靜音運行的特色,並且擁有極高的穩定性。

但在這看似簡單的運作中,最大的癥結點在於氫燃料電池的生產與儲存,氫的製造過程耗能、昂貴且極度複雜。


簡化製氫過程就能讓氫燃料成為現實?

理論上而言是如此。隨著日本科學家團隊使用入水式的光催化劑(以晶體呈現的半導體材料)來做為製氫的手段,現階段的情況已雪可以改變。儘管日本團隊所做的都是以非常高效率的環境條件來重建、並創新整個製造氫的過程,在實驗階段中,氫氣的回收效率高達96%!

但該過程還並不足以稱得上完成,這個實驗需要特定波長的紫外線才能開始進行反應,在一般的日照條件下,回收效率會低上許多。

氫電池燃料看起來比起傳統鋰離子系的電池燃料更為環保,但要突破的環節尚多,也許就如同車用電池動力一樣,從Hybrid開始逐年進步也許會是一條可行之路。

TC

2020/06/19

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