Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

MIT creates new material for fuel cells

16.05.2008
Increases power output by more than 50 percent

Anzeige

MIT engineers have improved the power output of one type of fuel cell by more than 50 percent through technology that could help these environmentally friendly energy storage devices find a much broader market, particularly in portable electronics.


The new material key to the work is also considerably less expensive than its conventional industrial counterpart, among other advantages.

“Our goal is to replace traditional fuel-cell membranes with these cost-effective, highly tunable and better-performing materials,” said Paula T. Hammond, Bayer Professor of Chemical Engineering and leader of the research team. She noted that the new material also has potential for use in other electrochemical systems such as batteries.

The work was reported in a recent issue of Advanced Materials by Hammond, Avni A. Argun and J. Nathan Ashcraft. Argun is a postdoctoral associate in chemical engineering; Ashcraft is a graduate student in the same department.

Like a battery, a fuel cell has three principal parts: two electrodes (a cathode and anode) separated by an electrolyte. Chemical reactions at the electrodes produce an electronic current that can be made to flow through an appliance connected to the battery or fuel cell. The principal difference between the two? Fuel cells get their energy from an external source of hydrogen fuel, while conventional batteries draw from a finite source in a contained system.

The MIT team focused on direct methanol fuel cells (DMFCs), in which the methanol is directly used as the fuel and reforming of alcohol down to hydrogen is not required. Such a fuel cell is attractive because the only waste products are water and carbon dioxide (the latter produced in small quantities). Also, because methanol is a liquid, it is easier to store and transport than hydrogen gas, and is safer (it won't explode). Methanol also has a high energy density-a little goes a long way, making it especially interesting for portable devices.

The DMFCs currently on the market, however, have limitations. For example, the material currently used for the electrolyte sandwiched between the electrodes is expensive. Even more important: that material, known as Nafion, is permeable to methanol, allowing some of the fuel to seep across the center of the fuel cell. Among other disadvantages, this wastes fuel-and lowers the efficiency of the cell- because the fuel isn't available for the reactions that generate electricity.

Using a relatively new technique known as layer-by-layer assembly, the MIT researchers created an alternative to Nafion. “We were able to tune the structure of [our] film a few nanometers at a time,”
Hammond said, getting around some of the problems associated with other approaches. The result is a thin film that is two orders of magnitude less permeable to methanol but compares favorably to Nafion in proton conductivity.

To test their creation, the engineers coated a Nafion membrane with the new film and incorporated the whole into a direct methanol fuel cell. The result was an increase in power output of more than 50 percent.

The team is now exploring whether the new film could be used by itself, completely replacing Nafion. To that end, they have been generating thin films that stand alone, with a consistency much like plastic wrap.

This work was supported by the DuPont-MIT Alliance through 2007. It is currently supported by the National Science Foundation.

In addition, Hammond and colleagues have begun exploring the new material's potential use in photovoltaics. That work is funded by the MIT Energy Initiative. This Institute-wide initiative includes research, education, campus energy management and outreach activities, an interdisciplinary approach that covers all areas of energy supply and demand, security and environmental impact.

Written by Elizabeth Thomson, MIT News Office

Elizabeth A. Thomson | Quelle: MIT News Office
Weitere Informationen: web.mit.edu/mitei

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht „All4Green“ – Rechnen, wenn der Wind bläst
24.05.2012 | Universität Mannheim

nachricht Komplexität beherrschen
23.05.2012 | Siemens AG

Alle Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.

Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.

„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.

Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Energieversorger vor dem Umbruch

24.05.2012 | Studien Analysen

Stem-cell-growing surface enables bone repair

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft und Öffentlichkeit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp