多亏了商务部的一种新的改进的成像仪器美国国家标准与技术研究所在美国，科学家们现在可以对氢燃料电池内部的水的进出进行详细的监控——这是使这项技术为未来汽车提供动力的一项智能关键。
随着可视化能力比以前提高了10倍，研究人员可以在从极寒到沙漠高温的一系列模拟操作条件下“看到”燃料电池中的水的产生和去除。
NIST的物理学家穆罕默德·阿里夫(Muhammad Arif)解释说:“这种情况下，内部观察是至关重要的，因为燃料电池的性能取决于一种微妙的平衡。”阿里夫领导了NIST开发该仪器的团队。“水太少或太多都可能使它关闭。
“更好的水管理是实现燃料电池性能、可靠性和耐久性目标的基础。而实现这些目标则是到2020年用氢取代石油为汽车和卡车提供动力的努力的组成部分，这也是布什总统的氢燃料计划的目标。
在燃料电池中，水是化学过程的副产品，从氢分子中剥离电子来发电。燃料电池实际上是一堆类似电池的设备。通过新投入使用的中子成像设备，可以发现小于1微克(百万分之一克)的水量，甚至可以在图像中识别0.02毫米的细节。人们期望更高的空间分辨率。
输出类似于CAT扫描和电影。图像记录的速度高达每秒30帧，比NIST为证明中子成像在燃料电池研究中的有用性而建造的第一代仪器快30倍。
美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology)的一个强大的新中子成像设备，可以让研究人员在从极寒到沙漠高温的一系列模拟操作条件下，观察燃料电池迷宫般的固体外壳中产生和排出的水。
新设施位于NIST中子研究中心(NCNR)， NIST的研究人员在那里首次采用了成像技术，以便它可以用于观察燃料电池内部。最初的概念验证实验在1997年进行。
美国国家研究委员会(NRC)在2005年的一份综述中强调了这项技术的实用性。一个专家小组将这种成像方法描述为“几十年来膜燃料电池领域最重要的分析进展之一”。事实上，美国核管理委员会对政府和工业部门针对氢燃料运输系统的研究进行了回顾，建议增强中子成像能力并使其更广泛地应用。
新的研究站是作为国家用户设施运行的，对来自工业、大学和政府机构的科学家开放。它是由NIST，能源部和通用汽车共同资助的。非破坏性中子成像研究的结果将指导工作，以优化燃料电池蛇形通道中的水流和水的浓度。
通过燃料电池迷宫般的固体外壳，人们可以通过锥形的中子束来观察燃料电池内部，这是这项工作的理想选择。在某种意义上，电中性粒子只看到氢。yabo214与x射线不同，中子几乎可以不受阻碍地穿过固体的外壳，但它们与氢的相互作用很强。因此，中子束是高度敏感的水探测器，因为每个分子包含两个氢原子(和一个氧原子)。
成像设施还包括安全功能和全面的基础设施，以支持先进的燃料电池测试。NIST的研究人员计划进行进一步的改进，特别是在中子探测器技术方面。这将进一步提高分辨率，并减少捕获图像所需的时间。
此外，针对高速三维成像能力的初步努力显示出了希望。这种方法目前正在开发中，借鉴了天文和医学成像方法。
虽然新设备已经为燃料电池研究进行了优化，但它有许多潜在的应用，从金属铸造技术的评估到考古文物的无损分析。
有关该文书的其他资料，包括如何申请使用该文书，请浏览互联网http://www.physics.nist.gov/MajResFac/NIF．
作为NIST的一部分，NCNR是一个使用热中子和冷中子的国家研究中心，为所有合格的申请者提供先进的测量能力。它每年为2000多名科学家和工程师提供服务。
http://www.nist.gov