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甲酸的主要用途及在燃料電池方面的研究進(jìn)展
甲酸作為一種儲(chǔ)氫材料,在需要的時(shí)候通過(guò)適當(dāng)反應(yīng)就能釋放出大量氫氣以供使用,是氫能源的廣泛使用和安全運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定中間體。
甲酸除了能廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、化工原料,還可以用作新型的環(huán)境友好型的道路融雪劑以防止地下水的污染。
甲酸還可以用來(lái)制作以甲酸為基礎(chǔ)的燃料電池,該燃料電池直接利用甲酸為原料,通過(guò)甲酸同氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水而產(chǎn)生電能,可以驅(qū)動(dòng)一些小型的便攜設(shè)備,如手機(jī)和筆記本電腦等。
傳統(tǒng)的燃料電池主要以氫燃料電池和甲醇燃料電池為主。氫燃料電池的局限在于其微型氫容器的成本很高,氣態(tài)的氫能量密度很低并且氫氣的運(yùn)輸和使用具有潛在的危險(xiǎn);甲醇雖然具有很高的能量密度,但其電催化氧化率比氫氣低很多,并且甲醇具有毒性,都為其廣泛使用造成阻礙。甲酸在室溫下為液體,毒性很小,并且具有比氫氣和甲醇都高的電動(dòng)勢(shì),因此甲酸燃料電池同氫氣和甲醇燃料電池比起來(lái)具有更大的潛力和應(yīng)用范圍[9-10]。直接甲酸燃料電池(DFAFC),因其制作程序簡(jiǎn)單、比能量和比功率高,是新一代移動(dòng)和便攜式電源。該技術(shù)是將儲(chǔ)存于甲酸和氧氣中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。
該種電池一旦研制成功,將能夠持續(xù)提供10瓦左右的電源,那意味著能夠?yàn)榇蠖鄶?shù)小型家電提供電源支持。并且,直接甲酸燃料電池作為一種發(fā)電電源,與鋰子電池相比,有著無(wú)需插線充電、***、輕便等特點(diǎn)。待技術(shù)日臻成熟,有望在小型電源市場(chǎng)與鋰電池一爭(zhēng)高下。同時(shí),甲酸燃料電池具有無(wú)毒、不易燃、儲(chǔ)運(yùn)方便和電化學(xué)活性、能量密度、質(zhì)子導(dǎo)電率更高,對(duì)質(zhì)子交換膜有較小的透過(guò)率,在較低溫度下可產(chǎn)生較大的輸出功率密度等優(yōu)點(diǎn),被業(yè)內(nèi)專家普遍看好。此種電池若實(shí)現(xiàn)實(shí)用化,電子產(chǎn)業(yè)將成為更大的受益者。并且因其節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn),隨著技術(shù)的成熟和成本的降低,甲酸燃料電池將顯示出良好工業(yè)應(yīng)用前景。
甲酸,作為處理二氧化碳以及將其作為化學(xué)原料進(jìn)行資源化生產(chǎn)中具有高附加值的化學(xué)產(chǎn)物,由于是碳循環(huán)的附加產(chǎn)物,降低了生產(chǎn)成本,在未來(lái)對(duì)碳能源循環(huán)化,資源的多元化將會(huì)產(chǎn)生重要影響。
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