在金属 - 空气电池，再生燃料电池，电化学水分解，电解精炼和电合成等领域中，都普遍存在释放氧气的过程。众所周知，附着在电极表面的氧气泡会阻塞电化学反应，而且氧气泡运动主要取决于催化剂的活性。然而，目前氧气泡以受控的方式运动仍然是一个挑战性的问题。

日前，清华大学汽车系裴普成教授指导的研究团队在英国《自然》旗下的《科学报告》（Scientific Reports）上发表论文《磁场诱导液体中气泡的运动行为》（Magnetic field induced motion behavior of gas bubbles in liquid）。

研究发现，锌-空气电池充电过程中施加磁场能使电解液快速自动流动。在条形槽锌-空气电池充电中，一侧电极释放的氧气泡在磁场作用下沿着电极表面定向移动，驱使电解液流动；在方形槽锌-空气电池充电中，氧气泡在磁场作用下做旋转运动。气泡运动方向取决于磁场方向，气泡运动速度与磁场强度、充电电流呈正相关性。

图：电解液中气泡在磁场作用下运动。

图：锌-空气电池充电过程中磁场使电解液快速运动。

此现象消除了锌-空气电池电极表面气泡集聚，降低了电能消耗，遏制了降低电池寿命的枝晶生长，使电解液成分和温度更均匀。该项研究成果还可应用于其它金属-空气电池的充电、金属-空气燃料电池的燃料还原、电解制气、金属电解提纯、电镀等领域。

文章链接：

Wang Keliang, Pei Pucheng, Pei Yu, Ma Ze, Xu Huachi, Chen Dongfang. Magnetic field induced motion behavior of gas bubbles in liquid. Scientific Reports, 2016, 6: 21068.

裴普成教授简介：

清华大学汽车系教授，博士生导师，车用动力研究所所长，Email：pchpei@tsinghua.edu.cn 

个人主页：点击此处进入

研究方向：氢能燃料电池、金属-空气类电池与燃料电池、内燃机与新型热力循环；

在氢能燃料电池领域，主要从事燃料电池设计、测评与故障诊断的技术和基础研究。在研的内容有，燃料电池寿命快速评价方法、燃料电池故障诊断新技术、燃料电池堆内多片膜电极状况同步检测方法、燃料电池双极板设计技术等。

在金属-空气类电池与燃料电池领域，重点开展锌空电池、锌空燃料电池、铝空燃料电池的设计技术研究，逐步实现产品化，同时探索新型高能电源技术。

在内燃机与新型热力循环领域，以节能为目的，重点开展内燃机燃烧室和进排气系统设计、内燃机与整车最优化匹配、新型循环发动机研究等。

（本文信息来源：清华大学网站；由e科网整理编辑）

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页