{"id":64610,"date":"2022-02-04T07:33:16","date_gmt":"2022-02-04T13:33:16","guid":{"rendered":"https:\/\/blogging-techies.com\/ge\/diese-neuen-brennstoffzellen-konnen-bei-temperaturen-zwischen-20-und-200-c-betrieben-werden\/"},"modified":"2022-02-04T07:33:16","modified_gmt":"2022-02-04T13:33:16","slug":"diese-neuen-brennstoffzellen-konnen-bei-temperaturen-zwischen-20-und-200-c-betrieben-werden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogging-techies.com\/ge\/diese-neuen-brennstoffzellen-konnen-bei-temperaturen-zwischen-20-und-200-c-betrieben-werden\/","title":{"rendered":"Diese neuen Brennstoffzellen k\u00f6nnen bei Temperaturen zwischen -20 und 200 \u00b0C betrieben werden"},"content":{"rendered":"<p>Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) sind Energiezellen, die die bei der elektrochemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff erzeugte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln k\u00f6nnen.  Sie k\u00f6nnen nur bei begrenzten Temperaturen wie 80 bis 90 Grad Celsius oder 140 bis 180 Grad Fahrenheit arbeiten.<\/p>\n<p>Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Tianjin Normal University und der Tianjin University haben eine neue Art von PEMFC entwickelt, die \u00fcber einen viel gr\u00f6\u00dferen Temperaturbereich, insbesondere -20 bis 200 Grad Celsius, betrieben werden kann.  Ihr in Nature Energy ver\u00f6ffentlichtes Papier k\u00f6nnte den weit verbreiteten Einsatz der PEMFC-Technologie erleichtern und gleichzeitig die Herstellungskosten senken.<\/p>\n<p>&#8220;Wenn wir an das Austreten von Phosphors\u00e4ure (PA) aus einer Polybenzimidazol (PBI)-Membran denken, denken wir, dass ein Benzimidazol-Molek\u00fcl ein Molek\u00fcl PA adsorbieren w\u00fcrde, gem\u00e4\u00df dem Konzept der S\u00e4ure-Base-Wechselwirkungen&#8221;, sagte Nanwen Li, einer der Autoren des Papiers, sagte er zu TechXplore.  \u201eAlle anderen PA-Molek\u00fcle in der PBI-Membran hingegen werden haupts\u00e4chlich durch Wasserstoffbr\u00fcckenbindungen gehalten.  Das ist wie eine Hundekette, die einen Hund festh\u00e4lt, damit andere Hunde diesem Hund einfach durch Verwandtschaft folgen.  Wenn wir jedoch einen Zwinger einrichten k\u00f6nnen, werden alle Hunde in diesem Zwinger nicht einfach herauskommen k\u00f6nnen, wenn die Vordert\u00fcr geschlossen ist.\u201c<\/p>\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" class=\"lazy lazy-hidden\" data-lazy-type=\"image\" src=\"https:\/\/blogging-techies.com\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/Estas-nuevas-pilas-de-combustible-pueden-funcionar-a-temperaturas-entre.jpg\" alt=\"Neue Brennstoffzellen, die bei Temperaturen zwischen -20 und 200 \u00b0C betrieben werden k\u00f6nnen\"><\/figure>\n<p>Ziel war es, eine Membran zu schaffen, die PA absorbieren kann.  Um ihre F\u00e4higkeit zur Aufnahme von PA weiter zu st\u00e4rken, nutzten sie den \u201eKapillar-Siphon-Effekt\u201c, einen Effekt, durch den Fl\u00fcssigkeiten leicht aufgenommen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>\u201eDie Ultramikroporen im TB-Polymer fungieren als Kapillaren f\u00fcr die PA-Absorption und -Retention, wie in der Zwinger-Metapher\u201c, erkl\u00e4rte Li.  \u201eDurch die Abstimmung der chemischen Struktur des Monomers war es m\u00f6glich, die Gr\u00f6\u00dfe und Verteilung der Poren der Polymermembran zu steuern.  Eine Membran mit einer Porengr\u00f6\u00dfe von etwa 3,5 \u00c5 zeigte die beste Siphonwirkung von PA-Molek\u00fclen und damit die beste Leitf\u00e4higkeitsstabilit\u00e4t und Brennstoffzellenleistung \u00fcber einen weiten Bereich von Betriebstemperaturen.<\/p>\n<p>Die in PEMFCs enthaltene protonenleitende Membran ist auf jeder Seite mit einer katalytischen Substanz beschichtet, um elektrochemische Reaktionen zwischen Anode (Wasserstoff) und Kathode (Sauerstoff) innerhalb einer Zelle auszul\u00f6sen.<\/p>\n<p>\u201eUnter anderem gibt es zwei Hauptfunktionen der Membran: Die eine besteht darin, die katalytisch erzeugten Protonen an der Anode anzutreiben, um sie zur Kathode zu transportieren und sie mit Sauerstoff zu kombinieren, wodurch letztendlich Wasser entsteht, w\u00e4hrend die andere darin besteht, die Elektronen (dh , Energie, Elektrizit\u00e4t), die katalytisch an der Anode durch einen externen Kreislauf erzeugt werden, wo sie den Kreislauf schlie\u00dfen und Wasser produzieren\u201c, sagte Li.  \u201eMan kann sich Brennstoffzellen als hochgradig kontrollierte katalytische Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff vorstellen, die nicht explodiert wie bei einer Z\u00fcndung, sondern bei Bedarf elektrische Energie freisetzt.  Elektrolyse oder Wasserspaltung ist eigentlich das Gegenteil, wo man elektrische Energie eingibt, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.&#8221;<\/p>\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" class=\"lazy lazy-hidden\" data-lazy-type=\"image\" src=\"https:\/\/blogging-techies.com\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/Estas-nuevas-pilas-de-combustible-pueden-funcionar-a-temperaturas-entre.png\" alt=\"Titelbild\"><\/figure>\n<p>\u201eMit unserem Design w\u00fcrde der Brennstoffzellenstapel erheblich vereinfacht\u201c, sagte Li.  \u201eWir glauben, dass der Siphoneffekt f\u00fcr die PA-Absorption in Ultramikroporen f\u00fcr die Entwicklung von Hochleistungs-Hochtemperatur-PEMFCs von Bedeutung ist.  Das hilft ihnen, ohne Standheizungen auszukommen.\u201c<\/p>\n<p>Die Studie kann zu leistungsf\u00e4higeren PEMFCs f\u00fchren und gleichzeitig ihre Herstellungskosten erheblich senken.  Sp\u00e4ter werden sie in fortgeschrittenen Experimenten eine Katalysatorschicht verwenden.<\/p>\n<p>\u201eWir w\u00fcrden auch gerne PBI-Systeme mit der gleichen Art von Ultramikroporosit\u00e4t wie die von uns verwendeten Membranen entwerfen und vorbereiten, die in der Energiebranche einfacher anwendbar sein k\u00f6nnten\u201c, f\u00fcgte Li hinzu.<\/p>\n   ","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) sind Energiezellen, die die bei der elektrochemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff erzeugte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln k\u00f6nnen. Sie k\u00f6nnen nur bei begrenzten Temperaturen wie 80 bis 90 Grad Celsius oder 140 bis 180 Grad Fahrenheit arbeiten. 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