無膜氫溴儲能系統(tǒng)的大膽創(chuàng)新

　　麻省理工學(xué)院機械工程系的研究人員產(chǎn)生了一個大膽又新穎的想法，就是能否綜合無膜儲能系統(tǒng)和氫溴化學(xué)性質(zhì)的各自優(yōu)勢，把兩個有局限的系統(tǒng)放在一起，獲得比任何一個單獨系統(tǒng)要好的結(jié)果。這一方法有望擺脫隔離膜阻礙燃料電池發(fā)展的弊端，同時還可以取代傳統(tǒng)的無膜氧基電池表現(xiàn)不佳的缺點。

　　氫溴反應(yīng)有一個最大的特點就是其反應(yīng)的可逆性。通常無膜燃料電池進去的反應(yīng)物和出來的產(chǎn)品是不同的，因此這些系統(tǒng)通常是“直流”燃料電池，需要不斷輸入新鮮的反應(yīng)物。氫溴化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)品是電解質(zhì)。電解液輸回電池，從外部充電，可形成溴和氫分子，從而達到充電的效果。這樣就可以形成一個“閉環(huán)”模式，使無膜充電電池成為可能。

　　麻省理工學(xué)院設(shè)計的最新氫溴電化學(xué)儲能系統(tǒng)的頂部是一種含有少量鉑(Pt)催化劑的多孔陽極，底部是固體石墨陰極。陽極和陰極之間流動著電解液氫溴酸，含有帶負(fù)電荷的溴離子和帶正電的氫離子。

　　在放電模式下，氫溴酸電解質(zhì)從左側(cè)進入主通道，在電極之間流動，底部的多孔陽極金屬網(wǎng)阻止電解液滲透。氫氣從頂部進入，同時，氫溴酸以及少量的中性分子溴通過一個單獨的通道進入。在陽極，鉑催化分解氫氣，形成帶正電的氫離子和帶負(fù)電荷的電子，然后通過不同的路徑移動到陰極。氫離子通過電解液，而電子經(jīng)外部電路流出，提供電能。在陰極，溴吸收電子，成為帶負(fù)電荷的離子。帶負(fù)電的溴離子與帶正電的氫離子形成氫溴酸電解液。在充電過程中，氫溴酸回注到電池，氫離子回到正極，形成氫氣，分子溴則在陽極生成。

　　依靠層流技術(shù)的關(guān)鍵是防止反應(yīng)物達到“錯誤”的電極。這種現(xiàn)象稱為交叉，可對陽極催化劑造成損害。在新設(shè)計中,金屬網(wǎng)可使氫氣進入電解液。