新型燃料電池提供更高的靈活性

基于新發現的基于聚合物的材料的新型燃料電池可以彌合兩種現有類型的聚合物燃料電池的工作溫度范圍之間的差距，這一突破具有加速汽車低成本燃料電池商業化的潛力和固定式應用。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室的一個小組與日本國家先進工業科學技術研究所的Yoong-Kee Choe和桑迪亞國家實驗室的Cy Fujimoto合作，發現用磷酸-季銨離子對制成的燃料電池可以用作燃料電池。在有水和無水的情況下均可在80°C至200°C的溫度范圍內運行，從而提高了燃料電池在一定條件下的可用性。這項研究發表在《自然能源》雜志上。

Los Alamos的項目負責人Yu Seung Kim表示：“基于聚合物的燃料電池被視為汽車和固定能源系統未來的關鍵技術。“在盡可能寬的工作溫度和耐水性下運行燃料電池具有巨大的好處。但是當前的燃料電池汽車需要加濕的進氣流和大型散熱器以散發廢熱，這會大大增加燃料電池系統的成本，因此人們我們一直在尋找能夠在靈活的工作條件下傳導質子的材料。我們現在發現了這種材料，這非常令人興奮。”

自1970年代以來，Los Alamos一直是燃料電池研究的領導者。燃料電池技術可通過減少石油消耗，減少溫室氣體排放和減少空氣污染，極大地有利于該國的能源安全，環境和經濟。當前的研究工作支持實驗室未來與能源安全和材料相關的任務。

當前，存在兩種主要的基于聚合物的燃料電池。一類是需要水進行質子傳導并且不能在100°C以上運行的低溫燃料電池。另一種是高溫燃料電池，無需水即可在高達180°C的溫度下運行;但是，在低于140°C的吸水條件下性能會下降。

該研究小組發現，磷酸根-季銨離子對具有更強的相互作用，即使在冷凝水的條件下，也可以有效地傳輸質子。

金說：“這一發現是在我們研究具有季銨基的堿性氫氧化物導電膜時發生的。” Kim說：“雖然堿性膜只能在高pH條件下工作，但是人們想到堿性膜可以在低pH條件下與磷酸結合使用。” “這是一個激動人心的時刻，當Choe帶來的計算數據表明，季銨鹽和二磷酸鹽之間的相互作用比傳統的酸堿相互作用強8.7倍。”