GRT集團：研究世界上首個甲酸基燃料電池

圖為Gabor Laurenczy教授（EPFL）與HYFORM PEMC合作生產的代表甲酸產品的螞蟻模型

到2020年，清潔能源成本將等於或低於化石燃料，而預估到2040年，可再生能源將滿足全球40％的能源需求。但由於可再生能源大部分來源於太陽和風能，而這類能源不便於儲存和使用，因此我們面臨的問題是開發儲存盈餘可再生能源的新方法，以便在需要時使用。

這是GRT集團HYFORM-PEMFC項目的初衷，GRT集團是一家專註於能源轉換與能源儲存開發解決方案的公司。EPFL的Gabor Laurenczy教授研究小組與之合作開發了一種新的集成甲酸氫燃料電池。

HYFORM-PEMFC裝置使用甲酸來儲存氫氣，可用於家用或工業用途。與僅使用氫氣的設備相比，HYFORM-PEMFC的設計旨在確保在容量大小具有實質性優勢（1升甲酸攜帶590升氫氣），安全、便於運輸並降低運營成本，可持續性使用、環保。

HYFORM-PEMFC的潛在用戶包括那些電網覆蓋有限或沒有覆蓋的地區以及開發了氫氣輸送系統的用戶。這項裝置可以為小房子供暖、供電或環保加油，該技術也可以擴展以滿足更大設施（例如工業工廠）的電力需求。

GRT集團首席執行官Luca Dal Fabbro表示：「這是我們開發能源存儲應用戰略計劃的一塊重要里程碑。GRT集團希望並全力支持化石能源供應向完全可再生的能源供應過渡，從而解決減少二氧化碳排放的全球性問題。」

GRT集團下一步計劃開發用於存儲可再生能源的完整集成系統，例如夏季產生的過剩太陽能電力可儲存起來用於冬季的電力和熱力短缺需求，從而使建築物能夠能源自給。該項目將證明該概念帶來的經濟效益及其在綜合能源存儲系統中的真正潛力。

HYFORM-PEMC工作原理的信息圖

氫能是可再生能源存儲解決方案中最有前途的能源之一，使用氫氣產生熱量或電力不會產生碳或顆粒排放，也就意味著不會對環境產生負面影響。可問題在於氫氣的體積能量含量非常低，自然形式（氣體）儲存和運輸起來都非常困難，或需要超高壓、超低溫和昂貴的儲存裝置，安全和成本問題也就隨之而來。

另一種解決方案是使用氫載體，如甲酸--氫氣和二氧化碳最簡單的組合。甲酸在正常條件下是液態的，易於儲存、運輸和處理，並且來源廣闊，全球每年可持續生產數十萬噸。它已經廣泛用於農業和工業。

然後，關鍵技術是以節能的方式將儲存的氫氣從甲酸中回收出來，這就需要用到催化劑。這些化合物有助於從甲酸中提取氫氣，然後通過燃料電池將其轉化為電能。

該裝置主要由兩個部分組成，即氫重整器（HYFORM）和質子交換膜燃料電池（PEMFC）。 HYFORM重整器使用釕基催化劑來提取氫氣，不過科學家目前正在開發基於更廉價材料的催化劑。

一台HYFORM-PEMFC設備每年可生產7000千瓦時電量，標稱功率為800瓦，可供200台智能手機同時充電。其電效率目前高達45％。只要使用的甲酸是環保可持續的，燃料電池就能達到完全環保，並且可以長期儲存可再生能源。設備工作時非常安靜，不會排放任何顆粒或氮氧化物，只產生乾淨的氣體，具有零二氧化碳平衡。

同時，HYFORM-PEMFC無需硫化處理，催化劑具有長效穩定性，因此維護成本十分低。該技術具有可擴展性，可用於家庭和工業等各種環境。 由於它只需要使用甲酸作為燃料，系統不需要連接電網，因此非常適合在偏遠地帶或一些無人區使用。

Gabor Laurenczy說：「人類的生產活動導致全球氣溫持續上升，將溫室氣體二氧化碳轉化為可用產品是一種很好的解決辦法，因此，以環保可持續的方式生產甲酸 - 使用二氧化碳作為氫能載體 - 變得尤為重要。全球對甲酸的需求正在不斷增長，尤其是在可再生能源這塊。氫氣載體和二氧化碳的生產 ，無論是通過氫化還是生物廢料或生物材料，都比現有的化工合成路線更環保。「

文章來自phys.org網站，原文題目為Team creates the world"s first formic acid-based fuel cell，由新材料科技在線整理編輯。

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