中國儲能網(wǎng)訊：近日，中國科學院大連化學物理研究所直接醇類燃料電池研究組（DNL0305組）孫公權研究團隊在質(zhì)子交換膜燃料電池有序納米結(jié)構電極研究方面取得新進展：首次模擬酶催化劑的微觀結(jié)構，在納米尺度構建了具有高效穩(wěn)定三相反應界面的燃料電池氧還原電極，質(zhì)子交換膜燃料電池質(zhì)量活性超過美國能源部2015年指標，電極穩(wěn)定性處于國際領先水平。相關結(jié)果在線發(fā)表于近期的Scientific Reports（doi:10.1038/srep16100）上。
氧還原反應電極是包括質(zhì)子交換膜燃料電池在內(nèi)的諸多電化學反應裝置的核心部件之一，其性能、壽命、成本對燃料電池等技術的發(fā)展至關重要。目前在酸性體系中，傳統(tǒng)氧還原電極鉑基催化材料的大量使用導致燃料電池成本較高。因此，研發(fā)具有低鉑使用量、高活性與高穩(wěn)定性的氧還原反應電極對燃料電池技術的發(fā)展具有重要的應用價值。
受到酶催化劑中活性中心與傳質(zhì)通道復合微觀結(jié)構的啟發(fā)，該研究團隊將鉑的納米粒子原位錨定于具有電子傳導與質(zhì)子傳導功能的雙導體納米陣列界面區(qū)域，形成了在納米尺度上同時具有電子、質(zhì)子、物質(zhì)傳輸通道的三相反應界面區(qū)，鉑催化劑利用率顯著提高。另外，鉑納米粒子與載體間的強相互作用改變了鉑的電子結(jié)構，不僅大幅提高了氧還原反應催化活性，而且使得電極穩(wěn)定性得到增強。該研究工作為燃料電池多孔電極體系的基本微觀結(jié)構提供了新的研究思路，同時為其批量化的工業(yè)應用打下了基礎。
近年來該研究團隊在燃料電池介微觀尺度有序結(jié)構膜電極研究方面取得了系列研究進展（J. Mater. Chem. A 2013, 1: 491-494, J. Power Sources 2014, 256: 125-132, Inter. J. Hydrog. Energ. 2012, 37: 14543–14548），該工作得到了“973”項目等經(jīng)費的支持。
大連化物所燃料電池介微觀尺度有序結(jié)構膜電極研究獲進展
