武汉大学陈胜利团队: 大幅提升质子交换膜燃料电池膜电极性能

武汉大学陈胜利团队通过在质子交换膜燃料电池（PEMFC）的Pt/Nafion界面引入羟苯基金属卟啉（MPOH）化合物，显著提升了膜电极（MEA）的性能。研究背景指出，Pt/离聚物界面结构是决定MEA电化学性能的关键因素，而当前的界面问题主要源于Nafion的磺酸基侧链在Pt表面的强吸附，这不仅毒化Pt表面的活性位点，还阻碍了界面局域氧气传输。陈胜利团队的研究通过电化学测试、物理表征、分子动力学模拟和密度泛函理论计算等手段，揭示了MPOH调控Pt/Nafion界面的多重机制，包括通过氢键网络削弱磺酸根与铂表面的相互作用，以及通过吸附作用增强氧气传输。特别是，CuPOH在MEA性能提升方面表现最突出，表明MPOH通过吸脱附过程增强了氧气传输。该研究成果发表在《Energy & Environmental Science》上，展示了分子相互作用在高效调控Pt/离聚物界面的重要性。