燃料电池中水分问题如何解决？别慌，用等离子体预处理一下吧！

图中是该研究的作者，材料科学家Benjamin Zahiri，图片来源：不列颠哥伦比亚大学（简称UBC）的Benjamin Zahiri

燃料电池有望成为一种清洁、可再生的能源。但是如何让它们保持干燥，这对科研人员来讲一直是一个挑战，因为它们在将氢和氧转化为电能的过程中会产生水。

现在，不列颠哥伦比亚大学的研究人员表示：针对上述问题，他们可能已经找到了解决方案：用电离氧气或等离子体对电极——燃料电池的关键组成部分进行预处理。

该研究的第一作者，材料科学家Benjamin Zahiri说：“燃料电池需要少量的水分才能工作，但过多的水会阻碍气体在电池中的流动。等离子体处理改变了电极的表面，使多余的水可以沉入底层并排出，而不会使电池变干涸。”

研究人员将含有多孔碳层的燃料电池电极的表面暴露在电离氧气中一分钟。这种处理在表面上沉积不同量的携氧分子，这些分子吸引水。

Zahiri说：“上层接收的分子最多，接下来的层接收的分子越来越少。通过创造这种逐渐降低的“润湿性”，水从上层向下延伸到底层，从那里流出电池。碳层结构本身保持不变。”

该研究的重点是质子交换膜（PEM）燃料电池，这是一种常用于汽车和卡车的燃料电池。

“我们的研究结果表明，等离子体处理可有效促进PEM燃料电池的水运输。”Zahiri说。其他水输送策略，例如疏水性或防水涂料等策略成本太高或太复杂，无法大规模推广，可持续发展性不高。”

据研究人员称，等离子体处理也可以很容易地集成到燃料电池组件的制造中。

该研究的资深作者，机械工程教授Walter Mérida（他是UBC清洁能源研究中心的负责人）说：“这项新技术速度快，成本低，已经广泛用于制造业。它不会产生任何化学废物，因此对环境友好。”

该团队目前正在探索等离子体处理的其他应用。根据Walter Mérida的说法，等离子体处理可以处理其他用于储能的多孔材料。它们还可以被整合到基于烧碱的工业中，这个市场价值800亿美元。