燃料电池有望给人类带来无污染的电力来源，但是有些类型的燃料电池运行使温度过高，根本无法投入到实际应用中。不过，美国的新研究也许能解决这个问题。      从上个世纪六十年代开始，航天领域就已经开始使用燃料电池来驱动太空飞船。也许不久以后，它们在世界各地普遍使用，为汽车、卡车、笔记本电脑以及手机提供电力。      燃料电池通过氢燃料与氧混合能够产生大量电能，同时唯一的排放物为水。这些水十分干净，宇航员在太空飞船上就可以喝燃料电池产生的水。      近几年，人们越来越热切地希望将这种毫无污染的技术市场化。但是现在面临几个问题：在大多数加油站，无法补充氢燃料。而且依靠燃料电池的汽车与电脑现在仍然比较昂贵。正是这些问题把燃料电池限制在少量展示性汽车以及特殊领域的应用，例如太空飞船的船载燃料以及医院、机场的后备电源等等。      目前针对这些困难的研究正在展开。美国德克萨斯州、休斯敦大学超导电性和先进材料研究中心(TcSAM)的研究人员希望发明一种工作温度在500°C——而不是灼热的1000°C——的“固体氧化物”燃料电池来降低它的生产成本并提高易燃性。       “我们所取得的成果是将燃料电池的心脏——也就是一片用来控制带电离子流的电解片的厚度降低到一微米，” 该研究中心的的主管Alex Ignatiev表示。     相反，目前固体氧化物燃料电池的电解片厚度都在100微米或以上（一微米是一毫米的千分之一）。Ignatiev解释说：“降低厚度能够减少内部电流电阻，这样一来我们就能在相对低的温度下得到同样的电能。”      为了制造这种超薄的电解片，Ignatiev和其同事所做的不仅仅是削薄整块材料的厚度直到达到理想效果，而是一个原子一个原子地培植电解片，也就是通过一种叫做“外延附生”的技术每次沉积一层原子。该中心所制成的燃料电池电解片大约为1000个原子的厚度。      在一般的温度下产生出相同的电能，相应的多米诺效应便是大大节省了成本。举例来说，可以用更加低廉的原料来制造燃料电池，而无需使用能够在1000度的温度下工作、价格昂贵的耐热陶瓷或高强度钢材。汽车与个人电子产品也能够使用燃料电池，抛开有毒材料与散热系统，把成本将的更低。所有的一切都暗示着这样的燃料电池正在向正确的方向发展，并且用有广阔的经济前景。      目前人们普遍认为燃料电池将是内燃机的“接班人”。世界上所有主要汽车制造商都在忙于开发燃料电池汽车。同时，美国总统布什最近提议拨款12亿美元将此一技术推向市场。      便携式电子产品行业同时也在开拓微型燃料电池的应用，以这种高效、长寿命的新型产品来替代现有电池。例如英特尔公司目前就在给一个名为PolyFuel的公司提供资金，来帮助自己开发笔记本电脑的电池。          固体氧化物燃料电池是目前正在开发的六种燃料电池类型之一。它们每一种都依靠一种不同的化学方法混合氢燃料和氧来发电。汽车业的重点主要集中在质子交换膜(PEM)燃料电池，打算利用这种技术来驱动未来的轿车、摩托车、以及卡车等等，不过有些公司也考虑是否利用固体氧化物燃料电池的优势。      固体氧化物燃料电池最主要的优势在于所使用的燃料随处可得，比如甲醇甚至汽油等。其他五种类型的燃料电池同样有这样的优势，但是必须在一种额外的硬件装置——重整器的帮助下才能实现，它能够从这些燃料中提取纯氢作为燃料。配备重整器就意味着增加成本、发动机的体积以及更大的能耗，也就相当于将发动机的整体功效降低一半。      如果使用烃类燃料的话，那么燃料电池的大多数环境优势也随之荡然无存，因为提取其中的氢后，剩下的就是二氧化碳和污染性气体。然而，随之也带来了一个“先有鸡还是先有蛋”的问题：在大多数加油站还没有配备氢燃料补给设备之前，谁会去买氢动力车？在氢动力车还没有普及以前，哪个公司会投资在建设数百个氢燃料补给站？不过，固体氧化物燃料电池就能解决这个问题。因为它们能够先使用甲醇和汽油，在氢燃料普及后再转而使用这种燃料。      超导电性和先进材料研究中心所开发这种超薄电解片改进了这种燃料电池的燃料补充可选性。 “普通的固体氧化物电池能够使用甲醇这样的燃料，但是在长时间使用后，逐渐积累在镍电极上的碳对燃料电池有害，” Ignatiev解释说。“这种现象部分是由于电池在1000度的高温下工作造成的。研究结果表明，对于我们所开发的固体氧化物电池所运行的温度则不会发生，或者根本察觉不到这样的现象。”      Ignatiev表示，该中心的燃料电池目前还没有使用纯氢燃料以外的燃料做测试，但是研究者们计划在下一步的研究中将采用类似甲醇的燃料。      还有许多工作等着人类去完成。如果一切顺利的话，这些薄薄的电解片将为人来带来完全无污染的运动型多功能车以及其他氢经济所带来的奇迹。(Patrick L. Barry )