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2024-09-12
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前沿手艺丨大连化物所开发高温聚合物电解质膜燃料电池抗磷酸流失高耐久性膜电极
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- 宣布日期:2024-05-29
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克日，中国科学院大连化物所燃料电池研究部醇类燃料电池及复合电能源共性焦点手艺研究组（DNL0311组）王素力研究员和孙公权研究员团队在高温聚合物电解质膜燃料电池（HT-PEMFCs）高耐久性膜电极研究方面取得新希望 。
HT-PEMFCs运行温度高（150至200 ℃），具有较强的耐CO毒化能力、简朴的水热治理等优势，在中远途重型车辆、船舶动力电源等领域应用远景辽阔 。HT-PEMFCs可实现高温运行的要害在于其使用磷酸作为质子传导的前言 。但由于在高负载（>0.4A cm-2）运行条件下，磷酸迁徙的流失限制了电池比功率的提升，同时也限制了电池耐久性的提升 。
本事情中，研究团队在前期磷酸/电催化剂和粘结剂界面结构、非一连磷酸液-固界面结构可控构建等研究（Science Advances，2023 ；J. Energy Chem.，2022）基础上，提出了使用导电聚吡咯与磷酸之间的作用构建磷酸缓冲层从而减缓磷酸流失的战略，提升了HT-PEMFCs耐久性，在严苛的加速应力测试后，该电池在1.0A/cm2工况条件下的输出电压未见显着衰减，而古板电极下降了81.8% 。别的，团队通过三维X射线显微手艺（3D-XRM）重修和剖析膜电极中磷酸再分派发明，磷酸迁徙流失及其导致的催化剂层结构转变是高负载运行条件下古板结构电池性能降低的主要缘故原由 。本事情提出的“蓄酸池”战略为HT-PEMFC在重型交通工具动力电源方面的应用提供了有利的手艺支持 。
相关研究效果以“Conquering Heavy-Loading Decay of High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells with a Conductive Polymer-Based Phosphoric Acid Reservoir”为题，揭晓在《美国化学会能源快报》（ACS Energy Letters）上 。该事情的第一作者是大连化物所DNL0311组博士研究生张子楠 。上述事情获得了国家自然科学基金、国家重点研发妄想等项目的资助 。（文/图 张子楠、夏章讯）
文章链接：
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c00337
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