一種有前途、更耐用的燃料電池設(shè)計可以幫助改變重型卡車和其他清潔燃料電池應(yīng)用。這種創(chuàng)新電極由比其他設(shè)計更不易腐蝕的納米線（ nanowires ）組成，是聚合物電解質(zhì)膜燃料電池的核心，可能會開創(chuàng)燃料電池的新時代，燃料電池使用氫氣作為車輛的零排放動力。
電極中垂直排列的同軸納米線（ nanowires ），質(zhì)子在納米線內(nèi)的離聚物核心中傳輸。在鉑納米膜殼中傳輸?shù)碾娮优c氧結(jié)合，完成燃料電池的陰極反應(yīng)。
圖片來源：洛斯阿拉莫斯國家實驗室
美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室團(tuán)隊的科學(xué)家雅各布·斯彭德洛（Jacob Spendelow）在雜志上描述了其研究結(jié)果，他說：“從現(xiàn)實角度來看，這意味著我們可以擁有更耐用的燃料電池，在更長的使用壽命內(nèi)提供高燃料經(jīng)濟(jì)性。”先進(jìn)材料。“這項工作表明，我們可以擺脫傳統(tǒng)的碳基催化劑載體，消除與碳腐蝕相關(guān)的降解問題，同時仍然實現(xiàn)高燃料電池性能。”
耐用性的提高使得該燃料電池成為重型卡車運(yùn)輸應(yīng)用的有前景的候選者，這些應(yīng)用需要燃料電池的使用壽命超過 25,000 小時。
同軸納米線電極（CANE）由垂直排列的納米線陣列組成，其中每根納米線均包含圍繞離子導(dǎo)電聚合物核心的催化活性鉑薄膜。通過避免使用碳基催化劑載體，CANE 消除了與碳腐蝕相關(guān)的常見降解機(jī)制。
該團(tuán)隊對新型燃料電池進(jìn)行了加速壓力測試，以評估其耐用性。在針對支撐材料進(jìn)行 5,000 次壓力測試循環(huán)后，CANE 的性能僅損失了 2% ，而傳統(tǒng)碳基電極的性能損失了 87%。
同軸納米線方法是洛斯阿拉莫斯國家實驗室提出的幾種新穎燃料電池設(shè)計之一；《自然能源》雜志最近描述了一種凹槽電極設(shè)計。
更多信息：Gaoqiang Yang et al, Coaxial Nanowire Electrodes Enable Exceptional Fuel Cell Durability, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202301264
期刊信息：Advanced Materials 、 Nature Energy
