陳杉　焦德芳

天津大學(xué)教授尹燕團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)高性能陰離子膜燃料電池。該電池性能優(yōu)異、耐久性強(qiáng)，有望助力我國(guó)氫能源汽車賽道“提速”。相關(guān)成果近日發(fā)表于《焦耳》。

氫燃料電池是“氫經(jīng)濟(jì)”的重要組成部分，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的主要途徑之一。高溫陰離子膜燃料電池是氫燃料電池中的佼佼者，具有成本低的優(yōu)勢(shì)。然而，要實(shí)現(xiàn)高溫陰離子膜燃料電池的推廣應(yīng)用，需要解決其復(fù)雜的“水管理”難題，以進(jìn)一步提高燃料電池的耐久性。目前，該領(lǐng)域研究仍處于探索階段。

尹燕團(tuán)隊(duì)以聚芳基哌啶型陰離子交換膜為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)制備了輕度支化PAP陰離子交換膜。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)引起特性黏度和密度改變，從而對(duì)陰離子交換膜的性能產(chǎn)生重要影響。

研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)測(cè)試表征發(fā)現(xiàn)，輕度支化的陰離子交換膜實(shí)現(xiàn)了合理的吸水率、耐溶脹和快速的水傳輸，表現(xiàn)出優(yōu)異的水管理性能，同時(shí)能夠在高溫堿性環(huán)境下保持良好的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及優(yōu)異的機(jī)械性能。值得一提的是，這種新型燃料電池解決了在大電流區(qū)域傳質(zhì)的問(wèn)題，達(dá)到優(yōu)異的“水平衡”，實(shí)現(xiàn)了高溫下陰離子膜燃料電池高功率密度輸出和優(yōu)異耐久性的“雙贏”。

“實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種新型氫燃料電池有隨環(huán)境變化自調(diào)節(jié)水平衡的優(yōu)點(diǎn)，有望助力氫能源汽車走上規(guī)?；瘧?yīng)用的賽道?！币嗾f(shuō)。