华中科技大学涂正凯、李松、熊伟AEnM：激光协同图案化技术重塑高效耐久水电解中的界面工程

背景：质子交换膜水电解技术是绿色制氢的关键路线，但其大规模应用受限于效率和耐久性，这主要源于气体扩散层-催化层（GDL-CL）和质子交换膜-催化层（PEM-CL）两个关键界面上的质量传输效率低，而传统研究仅聚焦于单一界面优化，忽视了跨界面传质通道的连续性。研究目的：本研究旨在提出一种激光共图案化策略，通过高精度激光同时加工GDL和PEM，构建跨膜电极组件的连续传质通道，并组合酸化处理恢复质子传导，以显著提升水电解性能。结论：研究发现，在GDL上加工微孔阵列能改善水气分布；在PEM上构筑微通道并结合酸处理能增强界面附着力和质子传导。最终将激光打孔GDL与酸处理后的图案化PEM组装的电解池，在3 A/cm²下电压降至1.90 V，效率提升28.94%至77.89%，且在1000小时测试中电压衰减率仅为6.15 μV/h。该协同策略突破了单一界面优化瓶颈，实现了高耐久和高效率的双重突破。