编者按：美国圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院的研究小组开发出了一种大功率燃料电池，能够以更低的成本为多种运输模式提供动力，包括无人水下航行器、无人机，甚至电动飞机等。

交通运输业是美国经济中最大的能源消耗行业之一，如何使其更加清洁高效，一直备受关注。即便越来越多的人使用电动汽车，但由于动力和能源的需求，设计电动飞机、轮船和潜艇要困难得多。

最近，美国圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院的研究小组开发出了一种大功率燃料电池，并推动了这一领域的技术进步。由Roma B、Raymond H和Vijay Ramani组成的研究小组开发出了一种直接硼氢化物燃料电池，其工作电压是当今商用燃料电池的两倍。相关文章发表在《自然能源》杂志上。

文章称，使用这种独特的pH梯度微级双极界面（PMBI）这一先进技术，能够以更低的成本为多种运输模式提供动力，包括无人水下航行器、无人机，甚至电动飞机等。

“pH梯度微级双极界面是这项技术的核心。”化学工程教授Ramani说，“它允许我们在水下用液体反应物和产物来运行燃料电池，中性浮力在潜水器上起重要作用，同时我们也可以将其应用于无人机飞行等大功率设备。”

华盛顿大学开发的燃料电池是在一个电极上使用酸性电解质，另一个电极上使用碱性电解质。一般来说，酸和碱相互接触时，反应速度很快。Ramani说，比一根头发还细的pH梯度微级双极界面是重要的技术突破。利用McKelvey工程学院开发的膜技术，PMBI可以阻止酸和碱的混合，形成明显的pH梯度，从而使得该系统成功运行。

Ramani研究小组的科学家Shrihari Sankarasubramanian说：“以前的尝试是要实现这种酸碱分离，但未能合成并充分表征PMBI上的pH梯度。”“应用一种结合电分析技术的新型电极设计，我们能够清晰地看到酸和碱仍然是保持分离的状态。”

Ramani实验室的博士生、第一作者Zhongyang Wang补充道：“当我们的新型薄膜合成的PBMI被证明是有效的，我们就对燃料电池装置进行了优化，并确定了最佳的操作条件，以实现高性能燃料电池。”这是一个巨大的挑战，同时也为开发新的离子交换膜提供了有益的途径，从而使pH梯度微级双极界面得以实现。

“这是一项非常具有前景的技术，我们现在准备把它扩大到潜水器和无人机上。”Ramani说。

原标题:新燃料电池或能“上天入海”