來(lái)源:《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
發(fā)布時(shí)間:2021-08-17
本報(bào)訊(記者卜葉)近日,中科院大連化學(xué)物理研究所研究員侯明、邵志剛團(tuán)隊(duì)與美國(guó)紐約州立大學(xué)布法羅分校教授武剛團(tuán)隊(duì)合作,在質(zhì)子交換膜燃料電池低鉑膜電極研究方面取得新進(jìn)展。他們?cè)O(shè)計(jì)并制備了具有仿生結(jié)構(gòu)的低鉑納米纖維電極,該電極顯著提高了燃料電池水管理能力和電極穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果發(fā)表于《應(yīng)用催化B:環(huán)境》。
在前期低鉑膜電極工作的基礎(chǔ)上,合作團(tuán)隊(duì)制備了具有仿生結(jié)構(gòu)的自支撐式的納米槽催化層,并將其作為質(zhì)子交換膜燃料電池的陰極。利用環(huán)境掃描電鏡,該研究首次在線觀察到燃料電池的產(chǎn)物水在納米槽電極和傳統(tǒng)鉑碳(Pt/C)電極中的形成和輸運(yùn)過(guò)程,證明了該電極具有與禾本科植物類似的排水機(jī)制,驗(yàn)證了納米槽電極優(yōu)異的水管理能力。此外,在鉑擔(dān)量為42微克/平方厘米時(shí),納米槽電極的陰極質(zhì)量比功率密度達(dá)到每毫克鉑22.26瓦,是傳統(tǒng)Pt/C電極的1.27倍。
低鉑納米槽電極在加速衰減試驗(yàn)過(guò)程中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,克服了傳統(tǒng)Pt/C電極所面臨的Pt納米顆粒的老化、碳載體腐蝕及聚合物離子導(dǎo)體的失效,以及由此產(chǎn)生的催化層結(jié)構(gòu)坍塌等問(wèn)題,為膜電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一條新思路。
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