天大开发低铂燃料电池新型电极

　　中化新网讯 在氢燃料电池中，传统电极通常由催化剂颗粒随机堆叠而成。这种电极有着明显的缺陷——质量传输阻力较大、催化剂利用率较低。日前，天津大学焦魁教授团队基于静电纺丝技术，制备出低铂燃料电池新型纳米纤维电极，可在提升电池性能的同时降低制造使用成本，也为氢燃料电池的商业化应用提供了全新解决方案。

　　氢能因其高能量密度而被认为是一种极具前景的清洁能源，引起了全球广泛关注。在氢能技术中，质子交换膜燃料电池以其高功率密度、零排放和快速响应等优势脱颖而出。它能够将氢能高效转化为电能，已广泛应用于交通运输、固定式发电和便携式电源等领域。

　　“理想的燃料电池电极结构应具备良好的三相反应界面，能够促进电池内部的气体扩散与液态水管理。”焦魁介绍，他们采用静电纺丝技术，使催化剂颗粒像蚕吐丝一样串成线，再层层纺成新型电极。相比传统颗粒堆叠电极，该新型电极具有梯度孔隙率、更大的孔和更低的迂曲度，可明显改善低铂燃料电池的电化学性能和耐久性。

　　该研究项目负责人、天津大学英才副教授樊林浩介绍说，氢燃料电池通常使用贵金属铂作为催化剂，相对较高的成本是燃料电池大规模商业化的主要障碍之一。减少铂用量的同时提高其性能和耐久性，对于降低燃料电池成本至关重要。“新型电极结构能够同时实现铂用量的减少与耐久性的提高，对于推动燃料电池的商业化非常重要。”樊林浩表示，这种新型电极结构显著提升了铂利用率和物质传输效率，并有效抑制了铂的溶解、沉积和离子扩散，可使铂载量由现在商用产品的0.2克/千瓦左右降到0.1克/千瓦，同时表现出更为优异的耐久性。

　　业内专家表示，采用静电纺丝技术制备的新型电极同时实现了铂用量的减少与耐久性的提高，并有可能改变燃料电池反应电极的设计，有利于克服质子交换膜燃料电池商业化的成本和耐久性障碍。此外，该新型电极不仅能够应用于燃料电池，在其他电化学装置，比如水电解槽、二氧化碳还原电解槽等领域，也具备一定的适用性。