南方科技大学王海江院士Carbon Energy：气体扩散层阳离子污染对PEMFC水管理及性能的影响

本研究由南方科技大学王海江院士团队开展，聚焦于质子交换膜燃料电池（PEMFC）中气体扩散层（GDL）受三价铬离子（Cr3+）污染的机制及其对电池性能的影响。背景方面，PEMFC作为清洁能源转换装置，其商业化受限于耐久性问题，尤其是金属双极板腐蚀导致的阳离子污染。研究目的在于揭示Cr3+对GDL的损伤机制，特别是在高电流密度工况下的性能衰减。通过实验发现，Cr3+侵蚀导致PTFE疏水层剥离与Cr2O3沉积，使GDL孔隙畸变及机械强度暴跌82%，质量传输阻力激增，最终导致电池最大功率密度衰减71.17%。结论指出，Cr3+污染通过三重毒化机制破坏GDL性能，为开发抗污染材料提供了关键靶点，对提升燃料电池耐久性具有重要工程价值。