細胞化電池

科學家最近總在細胞層面上做文章，研究燃料電池的也不例外。

“我們正在準備將它商業化推廣。這是新型電池的_小步，或許能成為電動汽車的一大步，”馬里蘭大學能源研究中心的主管埃里克·沃赤曼這樣說。

像細胞一樣發電

在“新能源”概念甚囂塵上的時代，所謂綠色、環保又節能、高效；清潔、方便又節約、時髦……仿佛所有的褒義詞都沒法形容這個新鮮事物的魅力。

但如果你想讓自己的電動汽車“涉個遠足”，就需要一個燃料電池作為補給，像通用公司的沃爾特汽車上安裝的一樣，以延伸它的行車里程。關鍵問題在于，如果你用電池驅動愛車，它的能源效率絕對比傳統汽車低得多。因為沉重的電池已經給車造成了重大的負擔——“胖子再有力氣，都當不了百米冠軍”，這個道理，牛頓早就告訴世人了。

現如今，來自馬里蘭大學的科學家發明了一種新型的“燃料電池”。這種“電池”能夠提供超乎想象的強大能源，讓普通電池望塵奠及。和以往的燃料電池一樣，它的工作原理是利用化學反應產生能量，而非直接燃燒石油和天然氣等。但和普通的燃料電池相比，它的效率竟然高出一倍之多。

如果可以比喻的話，這種燃料電池就像細胞一樣，在它的內部，把燃料釋放的能量重復“轉化”輸出，成為整個機體的動力，也就是變成電動汽車強大動力的來源。

這種新型燃料電池是經過超級改良之后的版本，所使用的是固體陶瓷電解質，因此被稱為固體氧化燃料電池。和傳統的氫燃料電池不同，該電池可以使用很多目前常用的燃料作為驅動，包括柴油、汽油和天然氣。原來的固體氧化燃料電池主要用于高大樓房的供電，但是由于體型巨大、工作溫度高，用于汽車動力則不太實用，因為它的工作溫度能達到900℃左右。

通過使用新的電解質材料和改進電池結構設計。科學家研發出的新型電池更為輕巧。而且，和傳統的燃料電池相比，同樣的體積所釋放的能量，遠遠超出后者，大概能達到其10倍左右。

而在溫度方面，研究人員也取得了驚人的進步。目前，材料的工作溫度可以降低到幾百攝氏度左右。這樣的條件下，就能夠使用相對便宜的材料。沃赤曼說，“從成本的角度看，這是一個巨大的突破。”他介紹說該研究小組還探索出了簡潔的方法，能夠有效改善電池能量的輸出率。目前已經在實驗室取得了突破性的成果。這些進展無疑會大幅減小成本，從而提高其市場競爭力。沃赤曼的野心不小。他正在籌劃組建公司，以期將這項技術商業化推廣。

沃赤曼的新型燃料電池。目前的工作溫度是600℃，而他的目標是降低到350cc左右，這樣就可以應用到電動汽車上。

燃料電池的絕緣問題很棘手；而高溫則更是令改良者們頭痛，如果工作溫度過高，設備就需要使用昂貴的隔熱材料，加熱時間也會因此過長。如果溫度能夠降下來，不但可以使用低成本材料，也減少了啟動的時間。

不過，即使有了這么多的進展，燃料電池也不能即刻啟動。而且，在汽車上打開與關閉電池，都需要花費很多周折，磨損許多零件，導致的結果就是減短了電池的使用壽命。“為了解決這個問題，必須配備一個備用電池組作為引擎，就像沃爾特電動汽車一樣。”沃赤曼說。這樣的話。燃料電池才可能平穩運作，無需加速就可以處于最佳工作狀態。

大卡車里的小電池

馬里蘭大學的研究人員正在研發多層電解質結構，以便增加能量輸出。

石油，千百萬年前蓄積的能量從深層地下挖出來的時間只需剎那；綠色石油，即“藻類石油”，利用細胞的化學反應——光合作用，把太陽的能量變成“新鮮石油”的時間。也不過一轉眼。

在過去的十年間，作為美國政府能源計劃的一部分，這項工作的目的是制造能夠商業化使用的固體氧化燃料電池。不過，該計劃的第一個成功。或許并不是車載燃料電池。至少到目前為止，沃赤曼僅僅研發出了小型的燃料電池，而重大的工程難題仍舊亟待解決。

或者，燃料屯池第一個用途，是為大型長途汽車上的車肉小器件供給能量。

一些裝備供應商，諸如特爾菲等公司正在研發能夠驅動車內空讕、電視及微波設備的燃料電池，這樣的話，就可以為大型車降低能量耗費，使利用率達到85％左右。但是特爾菲公司研發的燃料電池系統，雖然電解質很稀薄，工作溫度卻高得離奇。驅動燃料電池之后，輸出能量不到所有燃料總能的15％。盡管這樣，特爾菲公司已經構畫出了一個藍圖，預計明年就要在大卡車上做實驗。