「国家杰青」梁海伟领衔！中国科学技术大学童磊/清华大学张亮Nature子刊丨介孔深度工程提升低铂燃料电池！

质子交换膜燃料电池要降低成本需进一步降低阴极铂负载，但低铂负载会放大氧还原动力学损失和局部氧传输阻力问题。传统碳载铂催化剂中离聚物虽传导质子，却可能毒化铂并增加氧传输阻力。多孔碳可减少离聚物渗透，但孔深过深会延长氧气和水的传输路径。本研究提出碳介孔深度工程策略，通过调控介孔深度在约86纳米的中等水平，利用约3纳米小介孔限制离聚物渗透，保护铂位点，同时确保高效氧气扩散和排水。分子动力学模拟和膜电极诊断表明，适中孔深在低电流密度活性和高电流密度性能间取得最佳平衡。基于该载体合成的铂钴催化剂在低铂负载下实现1.23瓦/平方厘米的额定功率密度和1.1安培/毫克铂的质量活性，展示出实际应用潜力。