一般來(lái)說(shuō)，含碳燃料，例如煤氣或丙烷很難作為燃料電池的燃料。雖然如果燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池能夠組成混合系統(tǒng)，可將能量利用率從目前的50%提高到80%，減少提供同等能量所需的燃煤量從而減少二氧化碳排放。但含碳燃料會(huì)通過(guò)焦化過(guò)程產(chǎn)生的碳沉積物阻塞電極，很快使燃料電池的陽(yáng)極失活，特別是在低溫情況下。因此，有沒(méi)有很好的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，成了科學(xué)家思考的問(wèn)題。

近日，佐治亞理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)出一種自清潔技術(shù)，利用氧化鋇納米粒子，可以使固體氧化物燃料電池在750℃的溫度下直接使用煤氣作為燃料。研究人員還評(píng)估了利用新的電極系統(tǒng)用丙烷作為燃料電池的燃料。與煤氣系統(tǒng)一樣，丙烷系統(tǒng)成功運(yùn)行了一段時(shí)間。

研究團(tuán)隊(duì)使用氣相沉積工藝將氧化鋇納米粒子附于燃料電池陽(yáng)極。這些粒子直徑在10~100納米之間，在鎳表面形成“島”的同時(shí)不會(huì)阻斷電子通過(guò)電極表面。當(dāng)煤氣中的水蒸氣與氧化鋇接觸時(shí)，它會(huì)被吸收并分解成H+和OH-離子。OH-離子向鎳表面移動(dòng)，并在那里與沉積的碳原子結(jié)合成為中間物，隨后分解成CO和H2，這兩種氣體為燃料電池提供能量后形成CO2和水。有一半的CO2再回流將煤氣化成煤氣。利用這種方法可以保持鎳電極表面的清潔。當(dāng)前研究的一大挑戰(zhàn)是測(cè)試系統(tǒng)的耐久度以適應(yīng)設(shè)計(jì)年限為5年的燃料電池系統(tǒng)。