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近日，日本早稻田大學(xué)的研究人員取得了一項(xiàng)重要突破，他們成功地利用固體氧化物燃料電池（SOFC）從甲基環(huán)己烷（MCH）發(fā)電。這一成果有望為氫能源的高效利用和儲(chǔ)存提供新途徑。
MCH是一種有機(jī)氫化物，具有液態(tài)性、低毒性以及高氫密度等優(yōu)點(diǎn)，因此可以安全有效地運(yùn)輸和儲(chǔ)存氫。然而，傳統(tǒng)的MCH催化脫氫反應(yīng)需要巨大的能量，且耐久性較差。為此，早稻田大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)試圖尋找一種更高效、環(huán)保的方法來(lái)利用MCH產(chǎn)生電能。
研究小組使用陽(yáng)極支持的SOFC進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該設(shè)備的工作溫度高于聚合物電解質(zhì)燃料電池。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，MCH與SOFC中的導(dǎo)電氧離子發(fā)生反應(yīng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了從有機(jī)氫化物到電能的直接轉(zhuǎn)換。這意味著MCH可以發(fā)電，并且直接發(fā)電所需的能量比傳統(tǒng)的MCH催化脫氫反應(yīng)所需的能量要少。
研究小組組長(zhǎng)Akihiko Fukunaga教授表示：“在這項(xiàng)研究中，我們已經(jīng)證明了該裝置可以應(yīng)用于控制有機(jī)氫化物的脫氫反應(yīng)和芳香環(huán)的氧取代反應(yīng)。未來(lái)，應(yīng)用燃料電池可能會(huì)創(chuàng)造出新的合成化學(xué)?！?/span>
早稻田大學(xué)的研究小組還設(shè)法在燃料電池中同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)過(guò)程：有機(jī)氫化物的脫氫（吸熱反應(yīng)）和發(fā)電（放熱反應(yīng)）。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們采用了陽(yáng)極支持的SOFC，并嚴(yán)格控制了工作溫度和碳沉積條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，甲苯與苯的生產(chǎn)比達(dá)到了94:6。
該研究小組的工作已經(jīng)發(fā)表在《應(yīng)用能源》第348卷上。這一突破性成果為氫能源的高效利用和儲(chǔ)存提供了新的可能性，有望推動(dòng)燃料電池技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
