细胞化电池

科学家最近总在细胞层面上做文章，研究燃料电池的也不例外。

“我们正在准备将它商业化推广。这是新型电池的_小步，或许能成为电动汽车的一大步，”马里兰大学能源研究中心的主管埃里克·沃赤曼这样说。

像细胞一样发电

在“新能源”概念甚嚣尘上的时代，所谓绿色、环保又节能、高效；清洁、方便又节约、时髦……仿佛所有的褒义词都没法形容这个新鲜事物的魅力。

但如果你想让自己的电动汽车“涉个远足”，就需要一个燃料电池作为补给，像通用公司的沃尔特汽车上安装的一样，以延伸它的行车里程。关键问题在于，如果你用电池驱动爱车，它的能源效率绝对比传统汽车低得多。因为沉重的电池已经给车造成了重大的负担——“胖子再有力气，都当不了百米冠军”，这个道理，牛顿早就告诉世人了。

现如今，来自马里兰大学的科学家发明了一种新型的“燃料电池”。这种“电池”能够提供超乎想象的强大能源，让普通电池望尘奠及。和以往的燃料电池一样，它的工作原理是利用化学反应产生能量，而非直接燃烧石油和天然气等。但和普通的燃料电池相比，它的效率竟然高出一倍之多。

如果可以比喻的话，这种燃料电池就像细胞一样，在它的内部，把燃料释放的能量重复“转化”输出，成为整个机体的动力，也就是变成电动汽车强大动力的来源。

这种新型燃料电池是经过超级改良之后的版本，所使用的是固体陶瓷电解质，因此被称为固体氧化燃料电池。和传统的氢燃料电池不同，该电池可以使用很多目前常用的燃料作为驱动，包括柴油、汽油和天然气。原来的固体氧化燃料电池主要用于高大楼房的供电，但是由于体型巨大、工作温度高，用于汽车动力则不太实用，因为它的工作温度能达到900℃左右。

通过使用新的电解质材料和改进电池结构设计。科学家研发出的新型电池更为轻巧。而且，和传统的燃料电池相比，同样的体积所释放的能量，远远超出后者，大概能达到其10倍左右。

而在温度方面，研究人员也取得了惊人的进步。目前，材料的工作温度可以降低到几百摄氏度左右。这样的条件下，就能够使用相对便宜的材料。沃赤曼说，“从成本的角度看，这是一个巨大的突破。”他介绍说该研究小组还探索出了简洁的方法，能够有效改善电池能量的输出率。目前已经在实验室取得了突破性的成果。这些进展无疑会大幅减小成本，从而提高其市场竞争力。沃赤曼的野心不小。他正在筹划组建公司，以期将这项技术商业化推广。

沃赤曼的新型燃料电池。目前的工作温度是600℃，而他的目标是降低到350cc左右，这样就可以应用到电动汽车上。

燃料电池的绝缘问题很棘手；而高温则更是令改良者们头痛，如果工作温度过高，设备就需要使用昂贵的隔热材料，加热时间也会因此过长。如果温度能够降下来，不但可以使用低成本材料，也减少了启动的时间。

不过，即使有了这么多的进展，燃料电池也不能即刻启动。而且，在汽车上打开与关闭电池，都需要花费很多周折，磨损许多零件，导致的结果就是减短了电池的使用寿命。“为了解决这个问题，必须配备一个备用电池组作为引擎，就像沃尔特电动汽车一样。”沃赤曼说。这样的话。燃料电池才可能平稳运作，无需加速就可以处于最佳工作状态。

大卡车里的小电池

马里兰大学的研究人员正在研发多层电解质结构，以便增加能量输出。

石油，千百万年前蓄积的能量从深层地下挖出来的时间只需刹那；绿色石油，即“藻类石油”，利用细胞的化学反应——光合作用，把太阳的能量变成“新鲜石油”的时间。也不过一转眼。

在过去的十年间，作为美国政府能源计划的一部分，这项工作的目的是制造能够商业化使用的固体氧化燃料电池。不过，该计划的第一个成功。或许并不是车载燃料电池。至少到目前为止，沃赤曼仅仅研发出了小型的燃料电池，而重大的工程难题仍旧亟待解决。

或者，燃料屯池第一个用途，是为大型长途汽车上的车肉小器件供给能量。

一些装备供应商，诸如特尔菲等公司正在研发能够驱动车内空谰、电视及微波设备的燃料电池，这样的话，就可以为大型车降低能量耗费，使利用率达到85％左右。但是特尔菲公司研发的燃料电池系统，虽然电解质很稀薄，工作温度却高得离奇。驱动燃料电池之后，输出能量不到所有燃料总能的15％。尽管这样，特尔菲公司已经构画出了一个蓝图，预计明年就要在大卡车上做实验。