利用新自清洁技术，燃料电池可使用煤气

一般来说，含碳燃料，例如煤气或丙烷很难作为燃料电池的燃料。虽然如果燃气轮机和燃料电池能够组成混合系统，可将能量利用率从目前的50%提高到80%，减少提供同等能量所需的燃煤量从而减少二氧化碳排放。但含碳燃料会通过焦化过程产生的碳沉积物阻塞电极，很快使燃料电池的阳极失活，特别是在低温情况下。因此，有没有很好的方法来解决这个问题，成了科学家思考的问题。

近日，佐治亚理工学院的研究人员开发出一种自清洁技术，利用氧化钡纳米粒子，可以使固体氧化物燃料电池在750℃的温度下直接使用煤气作为燃料。研究人员还评估了利用新的电极系统用丙烷作为燃料电池的燃料。与煤气系统一样，丙烷系统成功运行了一段时间。

研究团队使用气相沉积工艺将氧化钡纳米粒子附于燃料电池阳极。这些粒子直径在10~100纳米之间，在镍表面形成“岛”的同时不会阻断电子通过电极表面。当煤气中的水蒸气与氧化钡接触时，它会被吸收并分解成H+和OH-离子。OH-离子向镍表面移动，并在那里与沉积的碳原子结合成为中间物，随后分解成CO和H2，这两种气体为燃料电池提供能量后形成CO2和水。有一半的CO2再回流将煤气化成煤气。利用这种方法可以保持镍电极表面的清洁。当前研究的一大挑战是测试系统的耐久度以适应设计年限为5年的燃料电池系统。