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自愈薄膜可极大改善氢燃料电池的使用寿命

生物的伤口可以愈合,但是将这个概念运用到材料上的难度就变得有些不同了。好消息是,特拉华大学的研究人员们已经开发出了一种可以自愈的薄膜,有主于延长氢燃料电池的使用寿命。这种自愈薄膜含有满是电解质的微胶囊,可在压力下破裂并堵住孔洞。除了氢燃料电池,这项技术还有望在自修复电子产品、绘画、甚至宇宙飞船船体上得到应用。在一块氢燃料电池中,经常会用到全氟磺酸薄膜,但它很容易破损。它像像三明治一样两边夹在阴极和阳极之间,但是随着时间的推移,它会在使用过程中会慢慢磨损破裂。结果就产生了裂缝和孔洞,让氢气和氧气直接接触,造成彼此和整个电芯的损伤。项目研究人员 Suresh Advani 表示:遗憾的是,检测薄膜的好坏几乎是不可能的。唯一的解决方案是整个替换组装好的膜电极,但操作成本相当高昂。为了让燃料电池可以长期稳定使用,特拉华大学研究团队开发出了一种自愈薄膜。这种自愈薄膜可以修复大多数问题,原理和包含了微囊剂的自修复聚合物、混凝土、以及绘画差不多。在遭遇压力时,这些微囊剂会破裂流出并堵住孔洞。而在此例中,研究人员使用了充满电解质的小气泡。在经过长达 220 小时的耐久性试验之后,研究人员发现这种微囊剂可以极大改善薄膜的使用寿命,从而缓解燃料电池所面临的这一难题。有关这项研究的详情,已经刊登在近日出版的《电化学会》(Journal of the Electrochemical Society)期刊上。

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