多孔石墨烯复合离聚物

重构三相界面输运

以多孔石墨烯纳米片负载Nafion形成复合离聚物，在催化剂层中重构质子与氧气的连续传输通道，同时提升功率密度与耐久性。

杨建伟 · Qianli, Ma · Li, Chengqiu · Han, Xianghao · 孙超 · 赵爽 · 周俊文 · 王博 · 李杰 · 冯霄

Angewandte Chemie - International Edition 2025

参数信息

质子传输提升倍数

5.0 ×

氧气扩散提升倍数

3.3 ×

额定功率密度提升倍数

1.70 ×

峰值功率密度提升倍数

1.48 ×

技术优势

质子传导快5倍

复合离聚物重构了连续的离子传输域，质子传导率提升至5.0倍。

氧气扩散提升3.3倍

构建了纳米尺度气体通道，氧气扩散系数提升至3.3倍，缓解三相界面缺氧。

功率密度轻松涨

额定功率密度提升至1.70倍，峰值功率密度提升至1.48倍，直接提高电堆输出。

耐久性也改善

加速应力测试中表现出显著耐久性提升，延长膜电极使用寿命。

应用场景

• 氢燃料电池：直接用于氢燃料电池催化层，替换传统Nafion离聚物，提升功率密度。
• 燃料电池膜电极：作为膜电极中催化层的关键组分，重构三相界面输运通道。
• 电催化材料：为高活性电催化材料提供高效多物种传输路径，充分发挥其性能。
• 氧还原反应：改善氧气向三相界面的扩散，从而强化氧还原反应速率。