Ilmuwan Cina telah mengembangkan sel bahan bakar membran pertukaran proton dengan kepadatan daya volumetrik ultra-tinggi, lebih dari 80 persen lebih tinggi daripada kinerja rekan-rekan utama.
Dipimpin oleh Jiao Kui, seorang profesor di Sekolah Teknik Mesin Universitas Tianjin, tim mendesain ulang arsitektur sel bahan bakar membran pertukaran proton, menggabungkan komponen baru dan mengoptimalkan rute transfer gas-air-listrik-panas.
Tim menciptakan sel bahan bakar kepadatan daya ultra-tipis dan ultra-tinggi. Mereka menghilangkan lapisan difusi gas tradisional dan saluran aliran dengan menggunakan film nanofiber karbon ultra-tipis yang diproduksi oleh teknologi electrospinning dan busa logam.
Kemajuan ini telah berkontribusi pada pengurangan 90 persen dalam ketebalan rakitan elektroda membran dan pengurangan 80 persen dalam kehilangan perpindahan massa yang disebabkan oleh difusi reaktan, hampir dua kali lipat kepadatan daya volumetrik sel bahan bakar.
Tim peneliti memperkirakan bahwa kepadatan daya volumetrik puncak dari tumpukan sel bahan bakar menggunakan struktur baru akan mencapai 9,8 kilowatt per liter.
Sel bahan bakar hidrogen dianggap sebagai salah satu teknologi yang paling menjanjikan dalam penerapan energi hidrogen. Namun, meningkatkan kepadatan daya volumetriknya tetap menjadi tantangan teknis yang signifikan.
Terobosan ini tidak hanya memberikan panduan penting untuk memajukan teknologi sel bahan bakar membran pertukaran proton, tetapi juga menunjukkan lompatan maju yang menjanjikan di bidang energi bersih.
Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal penelitian energi otoritatif internasional Joule pada 28 Desember 2023.