你能用燃料电池给你的手机充电吗?

这个方法的秘密燃料电池工作在于化学。某些原子倾向于与其他原子结合而形成分子。氢和氧就是一个很好的例子一对氢原子可以和一个氧原子结合形成H₂O，水分子。通过将氢和氧结合在一起的几个步骤，我们可以驾驭电子。

典型的方法包括两个腔室。在一个房间里，你有加压的氢气(H₂）.另一种是氧(O₂）.在这两个腔体之间，有催化剂和膜。的催化剂导致氢气分裂成电子和氢离子。的膜就像俱乐部里的保镖:可爱的正离子可以通过，但像电子这样的负离子却不能。

因为有了这个保护器，带正电的氢离子就会穿过膜，到达另一边的氧原子。然后，氢和氧结合在一起。但是这些分子失去了剩下的电子。这就是燃料电池的功能电．

秘诀在于创造一条从燃料电池的氢室到氧室的通道。这条通路与一个电路相连。电子将沿着这条路径与细胞膜另一侧的氢离子重新连接。在它们的过程中，电子会做功——通过路径上的任何电路。在路径的另一边是氧气室，在那里电子将重新加入氢离子。这个特殊反应的两个副产物是热和水。

有几种不同类型的燃料电池。虽然在上面的例子中我们使用纯氢和纯氧，但大多数燃料电池依赖于其他类型的燃料。这是因为获得纯氢是困难的，并且增加了生产和运行燃料电池的成本。其他类型的燃料可以产生燃料电池所需的氢，但也会产生其他副产品。

有些燃料电池只能在比实际温度高得多的温度下工作。另一些则依赖由稀有材料如铂制成的催化剂，这增加了燃料电池的成本。有一些薄膜在低于某一温度阈值时无法工作，因为薄膜会结冰。为移动电子产品找到合适的燃料电池是很重要的。

那么我们可以用什么样的燃料电池来给手机充电呢?

PowerTrekk使用金属罐粉尘来产生氢气。水与灰尘发生反应，分解成氢气和氧气，产生燃料。

礼貌myFC AB

有几家公司正在研发口袋大小的产品燃料电池的市场。并不是所有的方法都是一样的。利力浦特系统公司有一种以丁烷为燃料的燃料电池。丁烷是碳氢化合物，也就是说它是由氢和碳原子组成的。丁烷的化学符号是C4H10——在一个丁烷分子中有4个碳原子和10个氢原子。

在燃料电池内部，加压的丁烷分子一旦与催化剂接触就会分裂成离子和电子。离子穿过膜进入氧气室。在那里，离子与氧原子结合形成水和二氧化碳。从离子中分离出来的电子通过电子通道重新加入燃料电池远端的离子。

二氧化碳是温室气体。由于它是碳氢化合物燃料电池的副产品，许多人认为这些燃料电池比纯氢燃料电池更不环保。但是我们怎样才能解决产生纯氢的问题呢?

一种可能的解决方案是从水中获得氢。我们可以利用氢通过电分解水的分子键将水分解成氢和氧。这个过程叫做电解．虽然这将使我们获得氢，但从发电的角度来看，这是没有意义的——我们必须使用电力来获得氢，因此从电力的角度来看，我们的运营是净亏损的。但是你也可以通过化学反应从水中得到氢。

使用碱金属粉末，可以与水发生化学反应，最终释放出氢气。通常，将碱金属引入水中会引起爆炸反应，其中氢和金属氢氧根是副产物。

一位名叫迈克尔·莱芬菲尔德(Michael Lefenfeld)的化学家发明了一种碱粉和其他添加剂的混合物，这种混合物与普通自来水发生反应，产生氢气，而不会引起爆炸。通过将氢注入燃料电池，你就可以获得一种纯氢发电的方法。

使用这种碱粉和燃料电池意味着你可以通过往充电器里倒一点自来水来给电子设备供电。水会和碱粉反应产生氢。氢气进入燃料电池室，与氧气结合形成水并产生电力。当碱转化为金属氢氧化物时，你必须更换设备中的粉末盒以产生更多的氢。

燃料电池依赖一些挥发性很强的化学物质氢是易燃的东西。丁烷也是一种易燃物质。碱金属也可能是危险的。但是有了正确的燃料电池设计，这些材料可以保持相对安全。你不会想把燃料电池扔进熊熊的火焰中，但你也不必担心你的裤子会因为失控的化学反应而自动点燃。

取决于你使用的燃料电池，你可能是在为环境做一件好事。燃料电池对环境的影响往往小于传统的发电方式。如果你从主要依赖煤炭或其他化石燃料的公用事业单位获得电力，那么改用燃料电池可以减少你对环境的影响。如果你从风能或太阳能等可再生能源获得电力，你对环境的影响将会增加。

燃料电池技术具有革命性的潜力，不仅仅是移动电子产品。我们可以看到燃料电池被广泛应用于从应急电源到车辆的各种场合。用不了多久，我们就不会再考虑给移动设备充电了，取而代之的是给它们加油。

我对燃料电池很着迷。我喜欢利用化学反应来发电的想法。这似乎是在欺骗物理学为我们工作——我们把一个快乐原子分解成离子和电子。这两个粒子很想回到一起因为它们的电荷相反。然后我们让离子穿过电子不能通过的势垒。那个小电子比任何东西都更想跑到离子那里去。然后我们给电子一条路，让它到达离子但是它必须在这个过程中做功。电子做了我们想让它做的事，我们得到了能量。我们不仅掌握了物理学，还在这个过程中将亚原子粒子拟人化了!我爱它。

相关文章

来源