无膜氢溴储能系统的大胆创新

　　麻省理工学院机械工程系的研究人员产生了一个大胆又新颖的想法，就是能否综合无膜储能系统和氢溴化学性质的各自优势，把两个有局限的系统放在一起，获得比任何一个单独系统要好的结果。这一方法有望摆脱隔离膜阻碍燃料电池发展的弊端，同时还可以取代传统的无膜氧基电池表现不佳的缺点。

　　氢溴反应有一个最大的特点就是其反应的可逆性。通常无膜燃料电池进去的反应物和出来的产品是不同的，因此这些系统通常是“直流”燃料电池，需要不断输入新鲜的反应物。氢溴化学反应的产品是电解质。电解液输回电池，从外部充电，可形成溴和氢分子，从而达到充电的效果。这样就可以形成一个“闭环”模式，使无膜充电电池成为可能。

　　麻省理工学院设计的最新氢溴电化学储能系统的顶部是一种含有少量铂(Pt)催化剂的多孔阳极，底部是固体石墨阴极。阳极和阴极之间流动着电解液氢溴酸，含有带负电荷的溴离子和带正电的氢离子。

　　在放电模式下，氢溴酸电解质从左侧进入主通道，在电极之间流动，底部的多孔阳极金属网阻止电解液渗透。氢气从顶部进入，同时，氢溴酸以及少量的中性分子溴通过一个单独的通道进入。在阳极，铂催化分解氢气，形成带正电的氢离子和带负电荷的电子，然后通过不同的路径移动到阴极。氢离子通过电解液，而电子经外部电路流出，提供电能。在阴极，溴吸收电子，成为带负电荷的离子。带负电的溴离子与带正电的氢离子形成氢溴酸电解液。在充电过程中，氢溴酸回注到电池，氢离子回到正极，形成氢气，分子溴则在阳极生成。

　　依靠层流技术的关键是防止反应物达到“错误”的电极。这种现象称为交叉，可对阳极催化剂造成损害。在新设计中,金属网可使氢气进入电解液。