美研制出煤燃料电池

http://www.sciencehuman.com   科学人 网站 2005-08-28

   本报讯 美国科学家日前研制成功一种新的煤燃料电池，不用燃烧煤就可以发电。研究者希望借此找到更有效的利用化石能源的方式，而不仅仅是燃烧它们。

    据英国《新科学家》杂志报道，设计这一电池的哈佛大学的Douglas Weibel说：“我们的想法是找到一种途径，将煤中的化学能直接转化为电能。”

    Weibel说，在传统的发电站，煤被燃烧用来产生热能，热能驱动蒸汽轮机，从而产生电。但是在这几种能的转换过程中，煤炭中大约65%的能量被损失掉了。之前科学家曾经试图用煤来做燃料电池，但是需要的温度高达600℃到900℃。这么高的温度不但使效率下降，还令燃料电池更容易被腐蚀。Weibel的新设计对温度的要求只有100℃，这样一来就容易实现得多。

    Weibel和同事George Whitesides是这样设计电池的：将铁离子加入煤粉浆中，与硫酸电解液混合。3价的铁离子被煤还原，使得典型的燃料电池的“还原—氧化”循环发生，从而产生电流。但是Weibel承认，目前实验样品的效率非常低，大约只有7%，可能只达到传统的煤电站效率的1/5。而且，使用这种电池还是会产生温室气体二氧化碳，但是Weibel指出，只要是用煤就难以避免。

    在Weibel看来，很简单的一些措施就可以大大提高电池的效率，比如，使用更好的煤粉，改善电极的设计或将电极放置更近一些。他认为，如果通过改进，燃料电池的效率能比传统的煤电站高一些，那么人类就能从煤炭中获取更多的能量，还不会增加二氧化碳的排放。

    英国伦敦帝国学院的Leach指出，如果煤燃料电池想与传统的煤电站竞争的话，这些改进措施将非常关键。Leach还认为，燃料电池的优势之一就是它的便携性，而对于煤燃料电池来说，由于混合硫酸的煤浆非常不便于携带，电池的可移动性将受到局限。所以不要指望这种煤燃料电池可以与用于汽车的氢燃料电池相提并论，煤燃料电池只能用于较大规模的发电设施。有的科学家正在研究大型的燃料电池与蒸汽轮机合并使用的问题，此外，包括中国和美国在内的许多国家都正在开展“洁净煤”研究项目。

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