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  據(jù)sciencedaily報(bào)道，美國(guó)特拉華大學(xué)科研人員為氫燃料電池開發(fā)了一種自愈合薄膜材料，可自行修復(fù)電池隔膜上出現(xiàn)的裂紋和小孔。這一發(fā)現(xiàn)，對(duì)燃料電池延長(zhǎng)使用壽命、降低全壽期成本具有重要意義。

  燃料電池是一種高效而清潔的能源，但燃料電池技術(shù)商業(yè)化面臨的主要挑戰(zhàn)之一是其關(guān)鍵部分——全氟磺酸（Nafion®）聚合物隔膜——不耐用。在電池工作過程中，隔膜受到化學(xué)和機(jī)械降解作用，易出現(xiàn)裂紋和小孔，從而降低了電池的壽命。

  為了解決這一問題，特拉華大學(xué)機(jī)械工程系的三名研究人員，即阿杰伊·普拉薩德（Ajay Prasad）、王亮（Liang Wang）和蘇雷士·阿德瓦尼（Suresh Advani），開發(fā)了一種預(yù)裝有全氟磺酸溶液的微膠囊，可自行修復(fù)隔膜出現(xiàn)的缺陷。這項(xiàng)研究成果已作為論文發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)會(huì)》期刊上，相關(guān)的專利申請(qǐng)也已提交。

  “當(dāng)隔膜出現(xiàn)破損時(shí)，這種微膠囊就會(huì)釋放全氟磺酸溶液，填充出現(xiàn)缺陷的地方”，王亮解釋道。這種改進(jìn)薄膜已經(jīng)通過了耐久性測(cè)試，證實(shí)了自愈合能力可大幅延長(zhǎng)燃料電池的使用壽命。

  “在燃料電池工作時(shí)，對(duì)隔膜缺陷進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)是不可能的”，阿德瓦尼表示，“當(dāng)前唯一的解決方案是對(duì)膜電極組件進(jìn)行整體更換，因此價(jià)格是非常昂貴的。用自愈合聚合物材料填補(bǔ)隔膜上出現(xiàn)的裂紋和小孔，不僅可以延長(zhǎng)電池的使用壽命，提高系統(tǒng)安全性，還很有希望降低電池全生命周期的成本。”

  特拉華大學(xué)燃料電池研究中心主任普拉薩德稱，這一發(fā)現(xiàn)是氫燃料電池聚合物隔膜技術(shù)發(fā)展的重大突破，展現(xiàn)了燃料電池替代汽車內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用潛力，未來在固定設(shè)施或移動(dòng)平臺(tái)上都具有廣泛的應(yīng)用前景。

  論文鏈接：https://www.researchgate.net/publication/307623486_Self-Healing_Composite_Membrane_for_Proton_Electrolyte_Membrane_Fuel_Cell_Applications