王中阳-Ramani-Sankarasubramanian合作团队：高功率燃料电池微尺度双极界面的新范式

本文介绍了王中阳教授团队与Ramani教授、Sankarasubramanian教授合作开发的微尺度双极界面（PMBI）技术，该技术通过在纳米尺度内维持稳定的pH梯度，实现了燃料电池中阳极和阴极分别处于碱性和酸性环境的最优反应条件。PMBI架构由阳极侧的阴离子交换离聚物粘结剂（AEI）与中间的阳离子交换膜（CEM）协同构成，显著提升了燃料电池的电压输出和功率密度。实验结果表明，直接硼氢燃料电池（DBFC）在1.5 V电压下实现了470 mA/cm2的电流密度，峰值功率密度达890 mW/cm2，较传统聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）提升了约2.4倍。此外，PMBI技术还成功应用于直接甲醇燃料电池（DMFC）和直接乙醇燃料电池（DEFC），展现出广阔的应用前景。未来，结合自修复材料设计和光电耦合调控机制等前沿策略，有望进一步推动PMBI技术在高功率密度、长寿命燃料电池系统中的实际应用。