燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。降低重量，提高質(zhì)量功率密度一直是低溫質(zhì)子膜燃料電池研究領(lǐng)域中的備受關(guān)注的要點(diǎn)與難點(diǎn)。具體到直接甲醇燃料電池，避免甲醇穿越質(zhì)子交換膜也是研究的一個(gè)重點(diǎn)。

為了避免甲醇穿越質(zhì)子交換膜，傳統(tǒng)的直接甲醇燃料電池只能用1-2M的低濃度甲醇作為燃料，從而大大降低了其輸出功率。此外，甲醇的毒性嚴(yán)重影響此類燃料電池的民用。

近日,英國NorthumbriaUniversity的Terence（Xiaoteng）Liu博士課題組和浙江大學(xué)高超教授課題組合作成功將石墨烯氣凝膠應(yīng)用在了直接甲醇燃料電池中。此項(xiàng)工作利用石墨烯氣凝膠良好的導(dǎo)電性能，優(yōu)異的機(jī)械性能，高催化劑負(fù)載性能和超輕的質(zhì)量，用石墨烯氣凝膠替代傳統(tǒng)燃料電池中的兩個(gè)重要組建—電極板和氣體擴(kuò)散層，大大降低燃料電池重量的同時(shí)將燃料電池的質(zhì)量功率密度提升了3倍。石墨烯氣凝膠具有特殊的選擇吸附性，即使將12M的甲醇存儲(chǔ)在氣凝膠中，甲醇也幾乎不會(huì)穿過質(zhì)子交換膜。此外，石墨烯氣凝膠還起到了燃料存儲(chǔ)的作用，使得該燃料電池在無需持續(xù)輸送甲醇的情況下維持運(yùn)行，從而省去了外接甲醇存儲(chǔ)裝置和復(fù)雜的燃料循環(huán)系統(tǒng)，并降低了制作成本。這項(xiàng)工作對燃料電池的進(jìn)一步發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。