燃料電池は、燃料や水素の化学エネルギーを利用して効率よく発電します。 水素を燃料にすると、電気、水、熱になります。 燃料電池は、小型のラップトップコンピュータや車両に電力を供給するために使用したり、商用発電所などの大規模なシステムに電力を供給したりするために使用できるなど、幅広い用途があります。
電池を燃料電池に交換できれば、多くのメリットがあります。 電池は一定の使用で切れますが、試薬が供給されている限り、燃料電池は機能し続けることができます。 燃料電池では、単一のデバイスで水から燃料と酸化剤を生成でき、スイッチを切り替えるだけで燃料と酸素を電気と水に変換できます。 地上、宇宙、軍事用途に複数のメリットがあります。 エネルギー密度が高くなると、環境への影響が少なくなります。 したがって、効率的なユニット化再生型燃料電池またはURFCの開発は、長年にわたる研究者のターゲットトピックの1つです。
本当に効率的なURFCを作るための焦点は、二官能性触媒を開発することです。 この触媒は、電解槽モードの場合は水素と酸素への水の分解を促進し、燃料電池モードの場合は水への再結合を促進するという2つの方法で機能する必要があります。
著名な大学教授であるRomaB.とRaymondH.Wittcoffは、Vijay Ramaniラボで働いており、酸素電極用の優れた二機能性触媒を見つけることができました。 これは、全米科学アカデミーのジャーナル議事録に掲載されています。 酸素の還元と発生の速度が遅いため、酸素電極に適した触媒を特定することは、水素電極よりもはるかに困難です。
触媒の二官能性指数は、基本的に、反応の順方向と逆方向の両方を促進する能力を測定しています。 できるだけ低く、理想的にはゼロにする必要があります。 新しい触媒の二官能性指数は0.56ボルトと低く、これまでに報告されている他の触媒と比較すると著しく低くなっています。 この触媒は、実験室で開発されたURFCデバイスに実験室で使用された場合、75％の往復効率（RTE）を可能にしました。これは、基本的にこのタイプのURFCで最高です。
効率が非常に高いため、このタイプのURFCは、ドローン、水中、宇宙ステーション、宇宙船、オフグリッドエネルギー貯蔵などのアプリケーションに非常に適しています。
これは、燃料業界に革命をもたらす可能性があります。 URFCは、長期的で効率的な季節的なエネルギー貯蔵と、明らかにオンデマンドで電気エネルギーに戻すための経済的な手段を提供する可能性があります。 物理的腐食、高分子膜の高コスト、重度の炭素腐食、ユニットセル領域の膜の耐久性などの特定の問題がありましたが、URFCシステム開発のコンテキストでの実験的および知的認識により、新しい戦略を開発するための新しい戦略が提案されました近い将来、構造化された非常に高度なURFCアプリケーション。
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