电子产品的小型化导致了全球便携式设备市场的不断增长。相应地，有必要开发更小、更轻量的电源来操作这些设备。特别是，人们对实现电源本身的灵活性越来越感兴趣，这将有助于可穿戴设备和卷起来设备的潜在应用。
与传统电池相比，燃料电池有许多优势，例如具有更高的能量密度和减少对环境的影响。到目前为止，制造体积小、重量轻、能够机械运动的聚合物电解质膜燃料电池(pemfc)一直是传统方法面临的挑战。pemfc由端板、双极板、垫片、膜电极组件(MEAs)等组装部件组成，其中端板和双极板占总重量的80%。这些板重，刚性，不可避免地覆盖了很大的体积，这增加了系统的重量。这意味着简化和重塑这些组件将大大降低重量，并为柔性pemfc的发展铺平道路。
在SUNG yong - eun教授的带领下，韩国首尔基础科学研究所(IBS)纳米粒子研究中心的研究人员报告了一种轻量级、柔性被动空气呼吸式质子交换膜燃料电池的开发。亚博老虎机网登录这些新型燃料电池被称为管状PEMFC (t-PEMFC)，不仅重量轻、体积小，而且设计灵活。
t-PEMFC的基本单元为锥形。新的锥形设计简化了部件，通过允许部件像纸杯一样卷起来和堆叠起来，便于组装。这大大减少了组装所需部件的数量，如夹具和螺栓，以及拆除传统燃料电池中使用的笨重的端板。由于管的内部本身可以作为一个通道，它也消除了流场板的需要。此外，双极板是轻量化和紧凑的，由于是由不锈钢网组成。结果，除膜电极组件外，各部件的总重量降低到60%以下。
这种新型燃料电池的另一个关键特征是它基于折纸原理的灵活的3D结构。锥形反向桁架设计使PEMFC易于折叠和弯曲。这种折叠可以减少近50%的体积，并且可以90°弯曲。经证实，折叠后的电池性能几乎没有下降，即使弯曲90°，仍能保持高达90%的初始性能。
最后，还可以通过串联多个t-PEMFC模块来增加这些燃料电池的总功率输出。单个单元可以通过简单地依次插入管状部件来连接。两个电池串联在一起的燃料电池体积为0.565厘米，非常紧凑3.重量为0.22克。采用双单元堆叠，输出功率可达198 mW，输出功率可达897.7 W·kg－1使用加湿H时的比功率密度2作为燃料来源。极化曲线测量结果表明，即使在100次以上的循环后，电池仍保持相同的性能。以液态甲醇为燃料，电池的稳定运行也是可能的。
相信IBS团队的创新设计将大大推进燃料电池领域的发展。预计柔性t-PEMFC可以在需要机械运动的设备上有广泛的应用，如无人机、机器人、电线和需要移动的小管道。预计该技术也可应用于以聚合物膜电极为基础的电化学器件，用于水电解、CO等各种工艺2转换。
来源:https://www.ibs.re.kr/