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开发使用安全无害的抗坏血酸作为燃料的燃料电池

2002/09/18

开发使用安全无害的抗坏血酸作为燃料的燃料电池

(报纸文章摘要)


积分

  • 抗坏血酸开发了燃料电池作为燃料,并在2002年9月12-13日日本电化学会秋季会议上发表。预计可用作微电源等。
  • 目前正在开发的微型燃料电池大多使用甲醇作为燃料,但甲醇的毒性是一个问题。抗坏血酸虽然能量密度较低,但对人体无害,安全性高。
  • 使用甲醇作为燃料的微型燃料电池在电极中需要大量的铂,但如果使用抗坏血酸作为燃料,它们也显示出无需金属催化剂即可发电的可能性。
  • 迄今为止,还没有使用抗坏血酸作为燃料的燃料电池发电的例子。
注)然而,抗坏血酸燃料电池的缺点是抗坏血酸的能量密度不高,燃料成本较高,目前认为不适合用于手机等小型电子设备。适用于安全性特别重要的应用。

摘要

 米乐m6官方网站的生活环境特别研究室[所长:小林哲彦][所长:吉川博之]开发出了一种使用抗坏血酸作为燃料的燃料电池,并在学术会议上发表了该研究成果。一种燃料电池,其中允许离子通过的聚合物膜夹在两个电极之间(聚合物电解质燃料电池)中的方法。虽然该技术仍处于基础研究阶段,但其特点是使用安全性高的燃料,可推动燃料电池向生活空间的渗透。

  • 超小型(微型)燃料电池作为小型电子设备的电源近年来引起了人们的关注,并且实用化的开发正在迅速进展。目前正在开发使用甲醇作为燃料的微型燃料电池,但如果要广泛用于民用,甲醇的毒性可能会成为问题。
  • AIST 已成功驱动使用抗坏血酸作为燃料的燃料电池。这种燃料的独特之处在于,即使儿童不小心饮用它也是安全的。
  • 使用甲醇作为燃料的燃料电池在电极(燃料电极)中需要大量的铂,价格昂贵,但AIST发现,当使用抗坏血酸作为燃料时,即使燃料电极中没有铂或其他金属催化剂,也可以发电。


研究背景

近年来,微型燃料电池作为一种超紧凑的电源受到了广泛的关注。在燃料电池中,电池和燃料可以分离,因此电池本身的尺寸可以减小,并且燃料的能量密度越高,越有利于长期放电。通过更换燃料盒,您可以轻松地继续使用您的电子设备。微型燃料电池的主要开发目标是向聚合物电解质燃料电池供应甲醇的系统。然而,为了使以甲醇为燃料的微型燃料电池广泛应用于民用,人们担心甲醇的毒性,需要更安全的燃料。从这个角度来看,产业技术研究院生活环境特别研究所开发了一种以抗坏血酸为燃料的燃料电池,即使被儿童误食也安全,适合将燃料电池引入生活空间。

 

研究历史

 AIST(关西中心)在持续研究和开发使用固体聚合物电解质的能量转换技术和二次电池技术方面长期以来一直领先于业界。自1992年国家聚合物电解质燃料电池开发项目立项以来,我们一直参与其中,进行研发和测试评估。最近,他一直专注于便携式电子设备超小型燃料电池的研发,并致力于燃料电池作为下一代工业技术的早期普及。

研究内容

 将抗坏血酸水溶液供应至使用聚合物膜作为电解质的燃料电池,并在室温和压力下使用自然扩散的空气发电。抗坏血酸无毒且安全,并且由于膜渗透现象而具有燃料损失低的特点,而这是甲醇燃料电池中的一个问题。尽管产量仍约为使用相同浓度甲醇作为燃料的一半左右,但艾克也专注于研究和开发,发现抗坏血酸无需铂即可发电,而甲醇反应需要电极中昂贵的铂的现象,并致力于迅速普及燃料电池作为下一代工业技术。

未来计划

  今后、构成材料の検讨や燃料供给部などshisutemu技术の开発を进め、贵金属触媒をできるだけ使わずに向量化を探求する予定である。环保技术的进步,以及使用对人体无害的高度安全的燃料,将使燃料电池变得更加容易获得。尽管抗坏血酸作为燃料的能量密度不高,但对于儿童来说可以安全处理,并且适合用作教育材料和教育活动。未来,我们将继续研究适合用作微能源的新型燃料。

术语解释

◆聚合物燃料电池
小型燃料电池,工作温度范围为室温至100℃以下,体积小、重量轻、输出密度高、启动性能优异。它具有全固态结构,以氢离子导电聚合物膜(约20至180μm厚)作为电解质,两侧粘合有由铂支撑炭黑制成的多孔电极。当氢气供应到燃料电极并且氧气或空气供应到空气电极时,氢气在燃料电极上变成氢离子(质子,H+)和电子,氢离子穿过膜并与空气电极上的氧气反应变成水。此时,电子流过外部电路,可以提取电流。提供纯氢作为 PEFC 的燃料可提供较高的电池性能,并使系统更简单、更紧凑,但氢存在基础设施和存储问题。因此,目前的计划是使用甲醇或城市煤气作为燃料,在重整器中将其重整为氢气,供应给PEFC。 PEFC被视为未来汽车的有前景的动力源,其开发正在加快,但PEFC作为家庭用热电联产系统也引起了人们的关注。这些目前正处于示范阶段。另一方面,作为便携式电子设备的电源的开发也在积极进行中,主流方法是直接向燃料电池供应甲醇而不对其进行改造。[返回来源]
 
◆抗坏血酸
L-抗坏血酸,俗称维生素C,在体内发挥着重要作用。[返回来源]

查询

独立行政机构产业技术综合研究所关西中心
居住环境专题研究组小型燃料电池研究组
国立产业技术综合研究所