目前的氫燃料電池的工作原理是:首先,氫氣被電離為帶正電荷的質(zhì)子和帶負(fù)電荷的電子,電子通過(guò)燃料電池的電路,而質(zhì)子則通過(guò)質(zhì)子交換膜。在電路的另一邊,質(zhì)子、電子同氧氣結(jié)合生成水,這個(gè)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了電能,因?yàn)槠涓碑a(chǎn)品是水,所以氫燃料電池非常環(huán)保。
目前在氫燃料電池中使用的質(zhì)子交換膜均采用全氟化聚合物材料合成,該材料穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng),但制造成本過(guò)高,售價(jià)昂貴。因此,為了獲得穩(wěn)定而廉價(jià)的燃料電池,質(zhì)子交換膜是一個(gè)突破點(diǎn)。目前,科學(xué)家有兩種方法:一是減少質(zhì)子交換膜的用量,朝薄型電解質(zhì)發(fā)展;二是研制新型價(jià)廉的質(zhì)子交換膜。
另外,氫燃料電池的基本問(wèn)題之一是,這些燃料電池喜歡在高溫低濕的環(huán)境下工作。然而,在這樣的環(huán)境下,很少有物質(zhì)能夠有效地傳導(dǎo)質(zhì)子。
美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)安默斯特校區(qū)的??āざ髻愐⑼呤菄?guó)家科學(xué)基金會(huì)下屬的“化學(xué)創(chuàng)新為未來(lái)加油”研究中心的負(fù)責(zé)人,他同該校的聚合體科學(xué)家賴安·海沃德、物理學(xué)家馬克·圖沃明恩合作,提出了一種新的質(zhì)子交換膜設(shè)計(jì)理念,能夠滿足這種需要,其研究成果發(fā)表在最新一期的《自然·化學(xué)》雜志上。
恩賽耶曼阿瓦團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明,一個(gè)擁有納米大小的通道的物質(zhì)能夠有效地運(yùn)輸電荷,這些通道正如完美的導(dǎo)管,可以將質(zhì)子從質(zhì)子交換膜的一邊移送到另一邊,這一點(diǎn)對(duì)提高燃料電池的效率非常關(guān)鍵。他們的發(fā)現(xiàn)將有助于研究人員設(shè)計(jì)出高效穩(wěn)定、耐用且對(duì)溫度要求不高、價(jià)格低廉的質(zhì)子交換膜。
恩賽耶曼阿瓦表示,這是一個(gè)“相當(dāng)令人興奮的進(jìn)步”。他們主要將質(zhì)子交換膜內(nèi)的導(dǎo)電和非導(dǎo)電區(qū)域通過(guò)一個(gè)聚合物納米結(jié)構(gòu)連接在一起,來(lái)獲得很好的效果。他進(jìn)一步解釋說(shuō),有人可能認(rèn)為,使用兩個(gè)電極之間100%的導(dǎo)電區(qū)域能夠最好地實(shí)現(xiàn)質(zhì)子導(dǎo)電,但情況并非如此,我們認(rèn)為,通過(guò)將導(dǎo)電和非導(dǎo)電的兩
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,個(gè)相反的區(qū)域連接在一起,可以更好地改進(jìn)質(zhì)子交換膜導(dǎo)電性能。
該解決方案的靈感來(lái)自于自然。恩賽耶曼阿瓦他們發(fā)現(xiàn),人體內(nèi)某些天然的蛋白質(zhì)在不需要水的情況下,能夠高速地在幾納米的范圍內(nèi)運(yùn)送質(zhì)子群。因此,他們假設(shè),或許某些形狀或者某些將導(dǎo)電和非導(dǎo)電的納米結(jié)構(gòu)組合在一起形成的嵌段共聚物能夠更好地傳導(dǎo)質(zhì)子。
恩賽耶曼阿瓦表示,這個(gè)非天然的方式的成本收益率也很高,他們已經(jīng)證明,一個(gè)100%導(dǎo)電區(qū)域并不如一個(gè)由導(dǎo)電區(qū)域和非導(dǎo)電區(qū)域混合而成的“雜交”區(qū)域的導(dǎo)電效果好,后者的電導(dǎo)率可能是前者的1000倍,他的研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試用四套不同的聚合物設(shè)計(jì)新的質(zhì)子交換膜。
目前市場(chǎng)上大多數(shù)的電動(dòng)自行車一般都是為女性或老年人設(shè)計(jì),所以并沒(méi)有男人味,因此日本YAMAHA發(fā)動(dòng)機(jī)在旗下的PAS電動(dòng)自行車系列中,新增一款專為男性設(shè)計(jì)的Brace,造型上就是以越野車為基礎(chǔ),并加上鋰氫電池馬達(dá)組,且車身顏色為白、黑紅三種選擇,但最大特點(diǎn)乃裝配全新的「S.P.E.C.8」(Shift Position Electric Control×八段變速)系統(tǒng),藉由計(jì)算機(jī)控制讓騎乘者更輕松。
具備高剛性鉆石車架的PASBrace,全長(zhǎng)為1760mm,包含把手在內(nèi)寬為530mm,高度依照座椅調(diào)整從820mm到1000mm不等,由于搭載電動(dòng)馬達(dá)和電池組,故車重高達(dá)22.1公斤!如果是住在沒(méi)有電梯的公寓,每天抬上搬下大概不出一個(gè)月就可練出完美的肌肉。當(dāng)然由于售價(jià)高達(dá)日幣125800圓,約合人民幣8554元。因此原廠配備兩段式車鎖,用以防盜。