质子交换膜燃料电池低铂电极材料研究获新进展

最近，中国科学院大连化学研究所研究员邵志刚和他的燃料电池系统与工程研究团队设计并制备了一种开管PtCo合金纳米管阵列，并将其应用于质子交换膜燃料电池的膜电极。相关的研究结果发表在英国纳米能源上。

质子交换膜燃料电池具有比能量高、启动快、转换效率高、环境友好等优点。它们是新能源技术的研究热点。膜电极组件作为燃料电池的核心部件，是化学能转化为电能的场所。

该研究团队采用开管结构设计电极材料，使PtCo纳米管的内外壁能够参与电化学反应，显著提高了催化剂的利用率。同时，PtCo纳米管阵列形成自支撑催化层，克服了传统铂碳催化层的碳载体腐蚀、催化剂团聚、粘结剂失效等问题，提高了膜电极的稳定性。制备的膜电极铂负载量为52.7μg·cm-2时，阴极质量比功率密度达到14.38 kw·GPT-1，是相同铂负载量下传统铂碳膜电极的1.7倍。加速衰减试验表明，膜电极具有良好的稳定性。这为新型膜电极结构的设计提供了新的思路。

上述研究工作得到了国家973计划、国家自然科学基金等项目的支持。