增加功能性
另一种可被集成到燃料电池中的功能是将天然气(甲烷)电化学转化为诸如甲醇等液体燃料。现有天然气制油(GTL)技术只有被大规模运用时才具有经济性。壳牌公司在卡塔尔建设的GTL发电厂每天能处理4500立方米天然气。
和在不需要时关闭太阳能电池板或者风力涡轮机不同,当供电量超过需求时,产生的多余电荷能被引导生成液体运输燃料或化学物质。在天然气井中,此类燃料电池可转化为能被点燃或排放出去的天然气。过去5年间,这种设备已在实验室中得以展示,但目前还不具备商业可行性。
关于使中温混合燃料电池变成现实,研究人员需要创建具有高传导率的固体电解质,并且发现拥有高活性和稳定性且和甲烷反应不会形成焦炭的电极材料。相较于低温聚合物电池,这些设备必须利用较少的铂催化剂和更多的掺杂燃料。同时,能应付更便宜的密封件和连接器,并且比高温固体氧化物燃料电池用的更加长久。
美国研究人员已经有了一个好的开头。2014年6月,Lemmon在ARPA-E发起“基于电化学系统的可靠电力”项目,资助金额为3300万美元。目前,项目正开始取得成果。
同时,研究人员应当通过展示高能量密度和长达10年的使用寿命,证明具有额外功能的中温燃料电池具有可行性。成本上的节约必须通过严谨的技术—经济建模得以证实。随后,研究进展将需要被升级,从单个电池变为千瓦级系统,而这需要5~10年。