陶瓷介質(zhì)燃料電池高達50%到60%,居各類燃料電池之首,比氫燃料低溫型質(zhì)子交換膜電池高一成以上,而且不需鉑金等貴金屬催化劑就能快速反應,對燃料氣體也不“挑食”,氫氣、天然氣、煤氣等均可使用,易于推廣。
陶瓷電池單片一塊僅10厘米見方。其關鍵夾層是一片以氧化鋯為主要成分的特種陶瓷,厚度為0.015毫米,比紙還薄。陶瓷薄膜正面涂有黑色的稀土金屬復合氧化物,作為正極;反面是一層較厚的綠色“金屬陶瓷”,作為負極。在750攝氏度實驗溫度下,空氣中的氧分子吸附于黑色正極,2個氧原子會分別從涂層上“搶走”2個電子,變成氧離子;隨后這些帶電的離子穿過陶瓷膜,與負極那一邊的氫氣反應,并釋放出能量,生成無污染的水。氧不斷“劫持”電子穿越薄膜,正負兩極間便形成電壓,產(chǎn)生電流。
一片陶瓷電池目前為1伏電壓,功率僅12到14瓦;將60片層層疊加,封接為一個呈立方體的小電池堆,大小近似“熱水瓶”,功率可達800瓦左右;再將5個“熱水瓶”串聯(lián)成一個不大的電池組,就有300伏電壓和4000瓦功率,“拖”兩三個空調(diào)沒問題,走入家庭前景看好。
事實上,家用燃氣灶火焰溫度遠高于750攝氏度,既可為陶瓷電池組輸入天然氣、煤氣等反應氣體,又可為電池啟動加熱,加之電池組外套上的保溫材料,就能確保較高反應溫度。電池放電同時,還伴有大量高溫廢熱產(chǎn)生,可進行循環(huán)利用,替代熱水壺、熱水器功能。據(jù)預計,隨著國產(chǎn)材料科技發(fā)展,兆瓦級“陶瓷電池”也會出現(xiàn),電池變身發(fā)電廠都有可能。
