提出用于高性能质子交换膜水电解的新型有序膜电极组件

质子交换膜水电解(PEMWE)由于其高能量效率和氢纯度而很有前途。然而，由于PEMWEs的实际应用通常在高电流密度(≥1-2Am-2)下运行，传统膜电极组件(MEA)的催化剂利用率不足、传质受限和高欧姆电阻限制了PEMWEs的性能。彭威。

近日，中国科学院上海高等研究院(SARI)杨辉教授领导的研究团队提出了一种基于具有3D膜/催化层(CL)界面和梯度锥形阵列的阳极的新型有序MEA用于高性能PEMWE。

该研究于12月5日发表在NanoLetters上。

“得益于最大化的三相界面、快速传质和梯度CL，这种有序结构不仅将电化学活性面积增加了4.2倍，而且将传质和欧姆极化的过电势降低了13.9%和8.7%，分别，”杨教授说。

这种有序的MEA确保1.801V@2Acm-2的性能，即使Ir负载低至0.2mgcm-2，这与Ir负载为2mgcm-2的传统MEA相当。此外，它可以在1Acm-2下稳定运行300小时以上。

该研究为纳米结构MEA的整体设计提供了一种简单但有效的策略，用于高性能和低Ir负载的稳定PEMWE。