未来技术学院青年教师杨涛博士团队探讨非离子交联聚合物在燃料电池领域的产业化

来源: 作者: 点击数: 日期:2024-03-07 字体:

杨涛常年致力于燃料电池产业化方向的研究与应用,深知现有AEMFC技术在催化剂和电极材料方面存在的挑战。受同行启发后,他花费两年时间持续攻关非离子交联聚合物工程化技术难题,并成功将其应用于AEMFC的阴极。这一创新性的研究成果近期在国际顶级能源期刊《Joule》(影响因子39.8)上发表,题为“Anion-exchange membrane fuel cells with ionomerless cathodes”(非离子交联聚合物阴极阴离子交换膜燃料电池)。

此项科研成果深度解析了《Nature Energy》近期发表的“High-performance ionomerless cathode anion-exchange membrane fuel cells with ultra-low-loading Ag–Pd alloy electrocatalysts”(超低Ag-Pd合金催化剂载量的高性能非离子交联聚合物阴极阴离子交换膜燃料电池)研究论文,特别强调了开发无PGM(类铂金属)催化剂和电极的重要性,以完全避免使用昂贵的贵金属。研究成果为解决燃料电池领域贵金属催化剂依赖问题提供了新的方向,有望降低燃料电池的生产成本,推动其产业化进程。

此外,该研究还深入探讨了非离子交联聚合物作为下一代室温燃料电池阴极的前景。通过对比分析高熵合金(HEAs)、金属有机框架(MOFs)和单原子催化剂(SACs)等新型催化材料,指出这些材料在进一步提高AEMFC性能、揭示内在构效相关性等方面具有巨大潜力。这一发现为燃料电池领域的关键核心技术攻关和应用拓展了研究方向。

在电池的工程化进程中,杨涛还指出了AEMFC电催化剂/电极稳定性研究的相对缺陷,并提出采用非离子阴极技术来揭示多种潜在的失活/降解机制。这一研究成果对于提高燃料电池的耐久性和可靠性具有重要意义,为未来新能源燃料电池领域的产业化技术应用提供了技术颠覆性的思路。

非离子交联聚合物阴极的新型燃料电池发电单元示意图


研究成果链接:https://authors.elsevier.com/a/1ie1g925JENmUU