燃料電池有望成為一種清潔，可再生的能源。但保持干燥長期以來一直是一個挑戰(zhàn)，因為它們在將氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化為電能的過程中產(chǎn)生水。

現(xiàn)在，不列顛哥倫比亞大學(xué)的研究人員表示，他們可能已經(jīng)找到了解決方案：用電離氧氣或等離子體預(yù)處理電極-燃料電池的關(guān)鍵組成部分。

“燃料電池需要少量水分才能工作，但過多的水會阻擋氣體通過電池，”該研究的第一作者，材料科學(xué)家BenjaminZahiri說。“等離子體處理改變了電極的表面，使多余的水可以沉入底層并排出，而不會使電池變干。”

研究人員將含有多孔碳的燃料電池電極的表面暴露在離子氧氣中一分鐘。處理在表面上沉積不同量的攜氧分子，其吸引水。

“上層接收的分子最多，下一層接收的分子越來越少，”Zahiri說。“通過創(chuàng)造逐漸降低的'潤濕性'，水從上層向下拉到底層，從那里離開細胞。

“碳層本身的結(jié)構(gòu)保持不變。”

該研究的重點是質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池，這是一種常用于汽車和卡車的燃料電池。

“我們的研究結(jié)果表明，等離子體處理可有效促進PEM燃料電池的水運輸，”Zahiri說。“疏水性或防水涂料等其他水輸送策略成本太高或太復(fù)雜，無法生存。”

據(jù)研究人員稱，等離子體處理也可以很容易地集成到燃料電池組件的制造中。

“這是快速，低成本，已經(jīng)廣泛用于制造業(yè)，”該研究的資深作者，機??械工程教授沃爾特梅里達說，他是UBC清潔能源研究中心的負責人。“它不會產(chǎn)生任何化學(xué)廢物，因此對環(huán)境無害。”

該團隊目前正在探索等離子體處理的其他應(yīng)用。根據(jù)梅里達的說法，等離子體處理可以用于儲能中使用的其他多孔材料。它們還可以整合到以燒堿為基礎(chǔ)的工業(yè)中，這個市場價值800億美元。