双「国家优青」强强联手!北京航空航天大学张劲/相艳/卢善富,最新Nature Energy!
顶刊收割机
2026-05-07 06:53
文章摘要
本研究针对高温聚合物电解质膜燃料电池(HT-PEMFCs)中传统磷酸掺杂膜厚度大、欧姆电阻高的问题,背景在于需要开发兼具高质子电导率、机械强度和低气体渗透性的超薄质子交换膜。研究目的是通过动态铜离子交联策略,制备20微米厚的Cu-PBI膜,以克服传统膜的局限性。结论显示,该动态Cu-N配位网络赋予膜卓越的韧性(断裂应变233.3%)和自修复能力,同时铜离子通过静电作用极化磷酸分子,促进质子解离并锚定磷酸,显著提升酸保留和质子传导稳定性。最终膜电极组件在200°C和1.5 bar背压下实现3.08 W cm⁻²的峰值功率密度,欧姆电阻低至0.06 Ω cm²,并在严苛工况下(如500小时恒电流测试、60次启停循环)表现出卓越耐久性。
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