微型SOFC可让无人机飞行1小时

无人机已经在包裹投递和搜索营救等领域得到了认可，然而飞行时间却因为电池的限制而成为最大的短板。如果增加更多的电池，又会给机身整体质量带来负担。有鉴于此，浦项工科大学（Postech）将目光投向了燃料电池。研究团队已经打造出了一种微型燃料电池，称其不仅能够让无人机在空中飞行1个多小时，还有望在不远的将来为智能机和汽车供能。

由该校Gyeong Man Choi教授和博士生Kun Joong Kim开发的这种固体氧化物燃料电池（SOFC），据说是首款采用了多孔不锈钢和电解质薄膜的设计（铸造叠层烧结技术）。由于电极热容量很低，这种混搭不仅提升了性能，还拥有更长的耐久性。团队还将目光瞄向了此前的SOFC，考虑用硅元素和平版印刷蚀刻来改善快速降解和低耐久性（经历热膨胀后会出现电解质“对齐”的问题）。

研究人员称，不锈钢的使用，克服了困扰SOFC的最大问题——长时间高温工作导致的启动时间过长、以及机械和化学兼容性方面的问题。 在第三代燃料电池中，其采用了不会遇到腐蚀损耗问题的简单结构，550℃（1022℉）下的峰值能量密度为560mW/cm³，并且能够在快速热循环中保持这一成绩。 在功率密度和可靠性得到保证之后，团队表示该燃料电池有望为一系列电子设备提供替代能源，比如智能手机和笔记本电脑上的锂离子电池。考虑到每个电芯只有78m㎡大小，其快速打开和关闭时间会与锂离子电池相似，但能量密度却是后者的数倍。如果智能机用上了这种电池，那它将只需一周充电一次。

浦项工科大学的这种固体氧化物燃料电池，是通过氢转换来产生电力的。97的“湿”氢气和3%的氧气混合物被作为燃料，送到了阳极来发电。 固体氧化物材料扮演了电解质的角色，让负氧离子从阴极传导至阳极。离子穿过固体电解质，氧化了燃料，反应产生的电子经外部电路提供能源。

尽管这一燃料电池仍处于原型阶段，但研究人员会朝着更大更便宜（但功率密度也更高）的方向去继续努力。这项研究的细节已经发表在近日出版的《科学报告》（Scientific Reports）期刊上。