研究開發(fā)出高溫聚合物電解質(zhì)膜燃料電池
近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員王素力和孫公權(quán)研究員團(tuán)隊(duì)，在基于合成氣的高溫聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（HT-PEMFC）應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面取得新進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)通過梯級電化學(xué)微環(huán)境設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了寬范圍一氧化碳比例的合成氣在溫和條件下的直接電化學(xué)轉(zhuǎn)化，該工作為開發(fā)多源燃料驅(qū)動的燃料電池系統(tǒng)提供新思路。相關(guān)成果發(fā)表在《應(yīng)用催化B：環(huán)境與能源》上。
以合成氣為代表的多源泛氫燃料占據(jù)了全球絕大部分氫氣產(chǎn)能，但由于一氧化碳等雜質(zhì)組分的毒化效應(yīng)，無法通過傳統(tǒng)聚合物電解質(zhì)膜燃料電池直接利用，阻礙了氫能與燃料電池技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展。
本工作中，研究團(tuán)隊(duì)通過引入低溫條件下具有高效一氧化碳氧化活性的單原子銠氮碳催化劑，結(jié)合燃料電池鉑納米粒子催化劑，并基于磷酸電解質(zhì)對兩類催化劑及其活性反應(yīng)過程的不同影響機(jī)制，精準(zhǔn)調(diào)控了一氧化碳與氫電化學(xué)氧化反應(yīng)的親疏酸反應(yīng)微環(huán)境，強(qiáng)化了一氧化碳和氫在多孔電極內(nèi)的傳輸、吸附與反應(yīng)過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)提升了HT-PEMFC對一氧化碳的耐受性，實(shí)現(xiàn)了合成氣在HT-PEMFC中的直接利用。
這一成果為簡化燃料電池系統(tǒng)、提升可靠性、降低成本提供了新途徑，有望推動HT-PEMFC技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125282
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