新突破：更经济、能量密度更大的质子流电池系统

　　目前市面上已经有不少在驰骋的氢燃料电池车，但是澳大利亚墨尔本皇家理工大学的研究人员们，却又提出了一个“质子流电池”的概念。如果该技术能够普及，就可以壮大以氢为基础的电力能源系统的覆盖范围，并让它成为锂离子电池的潜在替代品。当然，与需要生产、储存和回收氢气的常规氢电能系统不同，质子流器件的工作方式，更像是一个传统意义上的电池。

　　

　　John Andrews副教授及其“质子流电池系统”初步验证概念原型。

　　传统系统需要电解水并分离出氢气和氧气，然后将之分别存储于燃料电池的两端。在需要产生电能的时候，氢气和氧气会被送到用于化学反应的电解槽。

　　不过，质子流电池的操作却有所不同——因为它在可逆质子交换膜（PEM）燃料电池上集成了一个金属氢化物存储电极。

　　

　　这款原型装置的大小为65x65x9毫米。

　　据该项目首席研究员、皇家墨尔本理工大学（RMIT）航空航天学院机械与制造工程系副教授John Andrews表示：“创新的关键在于一个集成了存储电极的可逆燃料电池。我们已经完全去掉了从质子到气体的整个过程，并且让氢气直接走入固态存储器”。

　　

　　该转换系统可将电能储存于氢元素上，然后在“再生”电力。

　　充电的过程，不包含将水分解成氢气和氧气、并将氢气储存起来的过程。在这个概念系统中，电池需要分解水产生质子（氢离子），然后在燃料电池的一个电极上，将电子和金属颗粒结合起来。

　　最终，能量通过固态金属氢化物的形式被存储了起来。而在反向的流程中，它又可以产生电（和水），并让质子与空气中的氧气结合起来（生成水）。

　　

　　集成了固态质子存储电极的“可逆燃料电池”（X代表与氢元素绑定的固态金属原子）

　　Andrew教授表示，“由于在充电模式时只有水流过——放电模式时只有空气流过——我们便将新系统称作‘质子流电池’。与锂离子相比，质子电池要更加经济得多——因为锂需要从相对稀缺的矿物、盐水或粘土等资源中开采出来”。

　　研究人员表示，原则上，质子流电池的能源效率可以媲美锂离子电池，但是能量密度却要大得多。Andrew教授表示，“最初的实验结果令人振奋，但在投入商用之前，还有大量的研究和开发工作要进行”。