Tấm trường dòng lấy cảm hứng từ thằn lằn cải thiện mật độ công suất của pin nhiên liệu hydro

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Toronto đã phát triển một thiết kế lấy cảm hứng từ vảy thằn lằn cho các tấm trường dòng trong pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEM), cải thiện đáng kể việc quản lý nước và mật độ công suất. Các pin nhiên liệu truyền thống gặp phải vấn đề ngập nước trong các lớp khuếch tán khí (GDL), điều này làm tắc nghẽn việc cung cấp oxy đến các vị trí phản ứng và giảm hiệu suất. Bằng cách mô phỏng các cấu trúc tự nhiên như vảy thằn lằn sa mạc và gân lá—cả hai đều dẫn nước theo hướng với năng lượng tối thiểu—nhóm nghiên cứu đã khắc các kênh thoát nước phụ vào các tấm trường dòng. Phương pháp mô phỏng sinh học này cho phép loại bỏ nước hiệu quả hơn trong khi vẫn duy trì dòng oxy, giải quyết một nút thắt quan trọng trong hoạt động của pin nhiên liệu. Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Applied Energy và do Eric Chadwick dẫn đầu, đã chứng minh sự tăng 29,1% mật độ công suất đỉnh, đạt 639 milliwatt/cm² so với 495 milliwatt/cm² trong các thiết kế truyền thống. Sáng kiến này khác biệt so với cấu trúc kênh-đất gợn sóng truyền thống, nơi nước tích tụ dưới các vùng đất rắn và cản trở oxy.