無(wú)膜氫溴儲(chǔ)能系統(tǒng)的大膽創(chuàng)新

　　麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系的研究人員產(chǎn)生了一個(gè)大膽又新穎的想法，就是能否綜合無(wú)膜儲(chǔ)能系統(tǒng)和氫溴化學(xué)性質(zhì)的各自?xún)?yōu)勢(shì)，把兩個(gè)有局限的系統(tǒng)放在一起，獲得比任何一個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)要好的結(jié)果。這一方法有望擺脫隔離膜阻礙燃料電池發(fā)展的弊端，同時(shí)還可以取代傳統(tǒng)的無(wú)膜氧基電池表現(xiàn)不佳的缺點(diǎn)。

　　氫溴反應(yīng)有一個(gè)最大的特點(diǎn)就是其反應(yīng)的可逆性。通常無(wú)膜燃料電池進(jìn)去的反應(yīng)物和出來(lái)的產(chǎn)品是不同的，因此這些系統(tǒng)通常是“直流”燃料電池，需要不斷輸入新鮮的反應(yīng)物。氫溴化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)品是電解質(zhì)。電解液輸回電池，從外部充電，可形成溴和氫分子，從而達(dá)到充電的效果。這樣就可以形成一個(gè)“閉環(huán)”模式，使無(wú)膜充電電池成為可能。

　　麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)的最新氫溴電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的頂部是一種含有少量鉑(Pt)催化劑的多孔陽(yáng)極，底部是固體石墨陰極。陽(yáng)極和陰極之間流動(dòng)著電解液氫溴酸，含有帶負(fù)電荷的溴離子和帶正電的氫離子。

　　在放電模式下，氫溴酸電解質(zhì)從左側(cè)進(jìn)入主通道，在電極之間流動(dòng)，底部的多孔陽(yáng)極金屬網(wǎng)阻止電解液滲透。氫氣從頂部進(jìn)入，同時(shí)，氫溴酸以及少量的中性分子溴通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的通道進(jìn)入。在陽(yáng)極，鉑催化分解氫氣，形成帶正電的氫離子和帶負(fù)電荷的電子，然后通過(guò)不同的路徑移動(dòng)到陰極。氫離子通過(guò)電解液，而電子經(jīng)外部電路流出，提供電能。在陰極，溴吸收電子，成為帶負(fù)電荷的離子。帶負(fù)電的溴離子與帶正電的氫離子形成氫溴酸電解液。在充電過(guò)程中，氫溴酸回注到電池，氫離子回到正極，形成氫氣，分子溴則在陽(yáng)極生成。

　　依靠層流技術(shù)的關(guān)鍵是防止反應(yīng)物達(dá)到“錯(cuò)誤”的電極。這種現(xiàn)象稱(chēng)為交叉，可對(duì)陽(yáng)極催化劑造成損害。在新設(shè)計(jì)中,金屬網(wǎng)可使氫氣進(jìn)入電解液。